KedvesTagtársunk! AzOMBKEVaskohászatiSzakosztályánakBudapestiHelyi Szervezeteatagtársakéshozzátartozóikrészéreszakmai

Kedves Tagtársunk!

KÖZLEMÉNY

Az OMBKE Vaskohászati Szakosztályának Budapesti Helyi Szervezete a tagtársak és hozzátartozóik részére szakmai kirándulást szervez Oroszlányba és környékére.

a személyi jövedelemadó 2004. évben felajánlott 1 %-ának felhasználásáról

A kirándulás várható programja a következõ: Idõpont: 2005. november 4., péntek

A többször módosított 1996. évi CXXVI. törvény 6§. (3) bekezdésében elõ írt kötelezettségünknek eleget téve a következõkben adunk számot annak a 3.828.444 Ft, azaz hárommilliónyolcszázhuszonnyolcezer-négyszáznegyvennégy forintnak a felhasználásáról, melyrõl Egyesületünk tagjai és támogatói 2004. évben a 2003. évi személyi jövedelemadójukból az Országos Magyar Bányászati és Kohászati Egyesület – mint közhasznú egyesület – javára rendelkeztek.

7.30

Indulás a MTESZ székháza (Fõ u. 68.) elõtti parkolóból autóbusszal

9.00-10.30

Üzemlátogatás a WESCAST Hungary Autóipari Rt.-nél Oroszlányban

10.30-12.30 Központi Bányászati Múzeum Alapítvány Oroszlányi Bányász Múzeumának meglátogatása 13.00-14.30 Ebéd 14.30-15.30 A kamalduli rend épületegyüttesének és múzeumának megtekintése Majkon 15.30-16.30 Séta a vértesszentkereszti apátsági romnál 16.30

Indulás Budapestre, útközben megállás egy rövid beszélgetésre, koccintásra

19.00

Megérkezés a Fõ utcai parkolóba A szakmai kirándulásra jelentkezni az egyesület telefonszámán lehet: (06-1) 201-7337

Kérjük, hogy részvételi szándékotokat mielõbb jelezzétek, mert a helyfoglalás a jelentkezés sorrendjében történik. Részvételi díj: 1500 Ft/fõ, mely magában foglalja az utazás, az ebéd és a belépõjegyek költségeit. Mindenkit szeretettel várunk! Jó Szerencsét! Dr. Csirikusz József, a helyi szervezet elnöke Dr. Réger Mihály, a helyi szervezet titkára

A teljes összeget az OMBKE alapszabályában rögzített közhasznú tevékenységek pénzügyi teljesítéséhez használtuk fel a következõk szerint: - az egyesületi szaklapok kiadásához 1.628.920 Ft - hagyomány ápolásra, a bányászok és kohászok szakmai megbecsülésére 1.539.655 Ft - internetes kapcsolatra 325.000 Ft - kegyeleti célokra 334.869 Ft Egyesületünk minden tagja és választott tisztségviselõje nevében megköszönve ezt a jelentõs támogatást kérem, hogy a jövõben is támogassák 113 éves egyesületünk célkitûzéseit. Budapest, 2005. szeptember 26. Jó szerencsét! Dr. Tolnay Lajos elnök

Þ_ÒÇ_ÍÆßÌ× WÍ ÕÑØ_ÍÆßÌ× ÔßÐÑÕ

Õ±¸?-¦¿¬ Ê¿-µ±¸?-¦¿¬ J²¬7-¦»¬ Ú7³µ±¸?-¦¿¬ Ö*ª²µ ¿²§¿¹¿·ô ¬»½¸²±´-¹·?· Û¹§»-$´»¬· ¸3®³±²¼-

ïíèò 7ªº±´§¿³ îððëñëò -¦?³

ß¦ Ñ®-¦?¹±- Ó¿¹§¿® Þ?²§?-¦¿¬· 7- Õ±¸?-¦¿¬· Û¹§»-$´»¬ ´¿°¶¿ò ß´¿°3¬±¬¬¿ Ð7½¸ ß²¬¿´ ïèêèó¾¿²ò

E V

1 5

10

14

há

Az Európai Acéltechnológiai Platform á á há h á Húzott bojlercsõ kiváltása hosszvarratos, zománcozható csõvel á A korompai hengersorok az elsõ világháború elõtt Szakmai vita

á

Ö

19

23

Az intermetallikus fázisok és a repedésérzékenység kapcsolata hengerfejek gyártásában A cseh öntödék a Unicast-tól várják piacaik bõvülését

29

32

35

há

h Falun, a világörökség része á Ökoadó – avagy a környezetterhelési díj á á áh Magnézium: A fém mely nagyon könnyû, de fontosnak találtatott

41

E

47

48 50

E h The about 35 pages extent Platform treats the steel industry’s growth after the 2nd World War. Its publication date is that, as Hungary became member with full powers of the EU. It is very useful for institutes, companies intending to participate in the steel industry’s research and steel producing projects. EU steel industry, sustainable growth, EU steel producing capacity, qualifications in technology, steel making research, world market situation

V á Egykristálykészítés az univerzális sokzónás kristályosítóban

h

Megalakult a BKL Kohászat szerkesztõbizottsága A Fémkohászati Szakosztály hírei Köszöntés Helyi szervezeteink életébõl

Öntészet rovatunkat az 1950-ben indított és 1991-ben megszûnt önálló szaklap, a BKL Öntöde utódjának tekintjük.

há

h

E The steps mentioned in the title have been developed by the researchers and technologists of Bayati Institute, Lampart Kft. and Dunaferr Rt. High quality enamelable steel sheets and tubes with laser cutting, welding and a new enameling technology were developed. laser cutting, laser welding, gas boiler tube, mechanical tests, longitudinally welded tube, double side enameling h The largest iron- and steelwork of the Austrian-Hungarian Monarchy owned by the Rimamurány-Salgótarjáni Vasmû Kft. has been built in Korompa. The idea of the establishing was, that Korompa produces the thick plates and Ózd (an other Plant of the company) the sheets. The paper describes the technology and the equipment in details. The lay out and the dimensions of the equipment are also shown. sheets, thick plates, AustrianHungarian Monarchy, blooming train, beam roll, location of industry

h h

E

h

Relation between the intermetallic phases and the inclination to cracking during the cylinder head production. The main task in car manufacture is to use a minimum weight of built in material in the car. The author investigates the reasons of faulty product in the production of AlSi cylinder heads. intermetallic phase, thin-walled casting, AlSi alloy, cylinder head, car weight minimizing, thermo-shock test, AlFe alloy h

E

h

h

h

E

The needed transformation and also updating of traditional foundries is very expensive.

Unicast developed a process being between the traditional sand molding process and the wax molding one. They use a refractory slime hardening within about five minutes. Unicast has modified the ceramic molding as well. sand, wax and ceramic molding, blade wheel, core reinforcement, precision casting h h Stora Kopparberget (Great Copper Mountain) it is even listed in the UNESCO World Heritage List. The mine itself is called Falu Gruva (Falun Copper Mine) and located at the village Falun. It was the world's largest copper mine during the 17th and 18th century, and also Sweden's largest gold mine and silver mine, only rivaled by Sala Silvergruva in the last point. Most illustrious person in the min-e's history was the inventor Christopher Polhem. copper mining, Polhem, crumbling, disasters, Swedish-Hungarian contacts. á The paper gives full details of the environmental pollution tax for the pollution of the air, the water and the soil. The introduction of the law LXXXIX. 2003 brought public revenue of several Mrd HUF p.a. for the tax office. environmental tax, air pollution, water pollution, soil pollution, hazardous wastes, emitted gases, sewage water á

h

áh

h

The authors summarize the history of magnesium and give a survey of the production processes. The reader will be acquainted with the last 20 years’ events of the world market. They describe the main fields of the primer metal’s and its alloys’ utilization. The main users are the car manufacturing, the aircraft industry and the space exploration. magnesium, world market

V Pre-cast polycrystalline samples were resolidified in crucibles made of different materials in the Universal Multizone Crystallizator (UMC). Single crystals were obtained as a result of the resolidification. The UMC used for the experiments is a tube furnace consisting of 24 zones that can be heated separately. An optional temperature profile can be moved along the furnace tube. Thus, unidirectional solidification can be carried out without any moving. crystallizator, solidification

1027 Budapest, Fô utca 68., IV. em. 413. • 201-2011 • 1371 Budapest, Pf. 433. vagy [email protected] • dr. Verô Balázs • dr. Buzáné dr. Dénes Margit, dr. Dobránszky János, dr. Fauszt Anna, Hajnal János, Harrach Walter, dr. Juhász Attila, dr. Klug Ottó, Lengyelné Kiss Katalin, Szende György, dr. Takács István • Országos Magyar Bányászati és Kohászati Egyesület • dr. Tolnay Lajos • Press+Print Kft. • 2340 Kiskunlacháza, Gábor Áron u. 2/a • • • A közölt cikkek fordítása, utánnyomása, sokszorosítása és adatrendszerekben való tárolása kizárólag a kiadó engedélyével történhet.

(1932-2005)

(1930-2005)

 Dr. Takács István

és

uróp i c

chn ógi i P

Az európai acélipar éves termelése megközelíti a 160 millió tonnát, amely 80-100 milliárd euró éves bevételt jelent. Az acélipar közvetlenül több mint 250000 munkahelyet biztosít az Európai Unió polgárai

r

számára, míg az acélfeldolgozó és újrahasznosítási iparágakban néhányszor ennyi a foglalkoztatottak száma. Emellett az acéltermékek a világkereskedelmi forgalom részesei (a világ összes acéltermelése több mint 900 millió tonna évente), amelyben az EU importja és exportja jelentõs.

1. ábra. Az Európai Acéltechnológiai Platform koncepcióvázlata

Ennek megfelelõen az acélipar számos más iparág foglalkoztatottjainak ad munkalehetõséget. Például az európai acélszerkezet-gyártó ipar és az autóipari szektor 200000, illetve 1,1 millió munkahelyet képvisel (a 2001. évre becsült adatok). Napjainkban az európai acélipar a legmodernebb és leghatékonyabb technikai és technológiai lehetõségeket kiaknázva dolgozik. Hosszú szerkezetátalakítási és konszolidációs folyamat után érte el Európa a vezetõ szerepet, de most, amikor a globalizáció hatásával találjuk szemben magunkat, a vezetõ szerep megtartása érdekében be kell vezetni a folyamatos fejlesztési politikát, azért hogy a társadalmi igények folyamatos kielégítésében Európa versenyképes maradhasson. Azért, hogy ezt a vezetõ szerepet Európa megtartsa, a következõ kihívásokra kell adekvát válaszokat megfogalmazni: - a versenyképesség megõrzése a fejlõdõ országok acéliparával szemben, - megfelelés a piacok egyre nagyobb igényeinek, - a természetes erõforrások megõrzése iránti elkötelezettség a környezetvédelmi szabályok betartásával, különös tekintettel a CO2-kibocsátás jelentõs csökkentésére. Ezek a kihívások – amelyek rendszerét az jól szemlélteti – hosszú távú és jól tagolt akciókat tesznek szükségessé, amelyeket összehangolt rendszer és az összes finanszírozó támogat. Az új gyártási útvonalak kijelölését különösképpen a környezetvédelmi indokok és az új alkalmazási területek bõvülése teszi szükségessé. Erre való tekintettel a kulcsfontosságú technológiák különösen fontossá válnak, és ennek következtében nagy erõfeszítések szükségesek a K+F és az innováció területén. Ezekkel a tevékenységekkel párhuzamosan a biztonság és a humán erõforrás szakképzettségével kapcsolatos kérdésekkel is foglalkozni kell. Ezért látszik szükségesnek az európai

2. ábra. A világ nyersacéltermelése 1900 és 2002 között

3. ábra. Az európai acélipar termelékenységének fejlõdése

kutatási hálózat keretein belül egy acéltechnológiai platform létrehozása, amely hatékony eszköznek bizonyul mindazon készségek és szakértelem összegyûjtésére, amelyek szükségesek az európai acélipar vezetõ szerepének megõrzéséhez. Ez bizonyára erõsíteni és bõvíteni fogja a meglévõ európai acélkutatási hálózatot [1]. 2. A háttér: az acélipar elmúlt 50 éve Az 1950-es évek óta az acélipar kulcsfontosságú szerepet játszik az európai integ-

2

VASKOHÁSZAT

ráció folyamatában, hozzájárulva annak gazdasági fejlõdéséhez. A XX. század második felében egyértelmûen az acél volt az a legfontosabb szerkezeti anyag, amely meghatározta Európa második világháború utáni újjáépítésének és gyors gazdasági fejlõdésének ütemét. A tárgyalt idõszakban, az 1950-es évek elején alapított Európai Szén- és Acélközösség jelentõsen hozzájárult az acélipar fejlõdéséhez. Ez volt az EU elõfutára, amely egy kezdeti közös piacot képezett az európai országok között. Ennek a szer-

vezetnek a tevékenysége a legkülönfélébb területekre terjed ki, úgymint a piaci viszonyok átláthatóságának biztosítására, a versenyszabályokra, a cégek egybeolvadásának és felvásárlásának módjára, valamint a humán tényezõkre, mint például az alkalmazottak képzésére. Ezzel egyidejûleg egy érdekképviseleti rendszert hoztak létre a kutatási és fejlesztési témák finanszírozására, és egy új, nemzetközi együttmûködésen alapuló kutatási rendszert alakítottak ki, amely az utóbbi 50 év egyik legsikeresebb kezdeményezése volt. Napjainkban az acélipar termékeinek központi szerep jut számos ipari ágazat tevékenységében, például az építõiparban, a szállítmányozásban, a csomagolási iparban, a kiskereskedelemben, a villamosiparban, a gépiparban, a vegyiparban, a kézmûvesiparban és végül, de nem utolsósorban az információs infrastruktúrában. Az elmúlt két évtizedben az üzleti élet minden területén jelentõs és nagy hatású változtatások váltak szükségessé. Ezek a változások két ütemben zajlottak le. Az elsõ ütemben az ipar szerkezetének radikális megújítására irányult az átalakítás annak érdekében, hogy az ipar megfelelõen alkalmazkodni tudjon az új piaci viszonyokhoz. Az 1974-es és 1980-as olajválság után a nyugati országok gazdasága új korszakába lépett, amelynek során az acélpiac az eladók piacából a vevõk piacává alakult át. Ez az idõszak egyben az állami intervenció végét is jelentette az acéliparban, és ugyanekkor játszódott le a kohászati üzemek mélyreható rekonstrukciója, amely ahhoz vezetett, hogy az acélgyártási kapacitás 45 millió tonnával csökkent. Ez a folyamat 1993-ban fejezõdött be, amikor is az európai országok közös megegyezése nyomán egy újabb acélipari rekonstrukcióra került sor: ez a lépés további 25 millió tonnás termelésikapacitás-csökkentéshez vezetett. Az 1990-es évek volt az az idõszak, amikor az ipar egészét tekintve is drámai változások következtek be: az egyes államok nemzeti piacvédelme megszûnt, és ez a gyártástechnológia szerkezetében is megszüntette a védett helyzet. Ezen idõszak alatt az európai acélipar felismerte azt, hogy állandó erõfeszítéseket kell tenni annak érdekében, hogy nemzetközi versenyképességét és fejlõdési ütemét megõrizze. A gyártási kapacitások csökkenése ellenére a nagy európai kohászati vállatok jelentõs szerkezeti változásokon mentek

keresztül. Számos nagy cég konszernt alakított, vagy meglévõ konszernhez csatlakozott, mint például a British Steel NagyBritanniában, és a Hoogovens Hollandiában, a Thyssen Krupp és a Hoeschs Németországban, az Usinor Franciaországban (amely korábban egyesült a belgiumi Cockerill-Sambre-vel és a németországi Eko Stahl-lal), az Arbed Luxemburgban és az Aceralia Spanyolországban. Ezen idõszak alatt az olaszországi Riva cég vált az újraszervezõdõ összeurópai acélipar vezetõ vállalatává. Ez a változás a termékorientált szemléletrõl a felhasználó-orientált filozófiára való áttérést hozta magával, és szükségszerûen azt igényelte, hogy az ipart képessé tegyék arra, hogy a felhasználókat egyre jobb minõségû termékekkel, szolgáltatásokkal lássa el. Az említett változások egyúttal a globalizálódott piaci viszonyokhoz való alkalmazkodást is lehetõvé tették. 3. Az acélipar és annak a fenntartható fejlõdés iránti elkötelezettsége A fenntarthatóság fogalmát asszony – az akkori norvég miniszterelnök – 1987-ben vezette be a közismertté vált „Közös jövõnk” c. publikációjában [2], amelyben arra hívta fel a világ figyelmét, hogy meg kell találni a gazdasági fejlõdésnek azt a módját, amely anélkül is fenntartható, hogy kimerítenénk a természeti erõforrásokat vagy veszélyeztetnénk a környezetünket. A barcelonai csúcstalálkozó során a 15 tagállam kormánya a „fenntartható fejlõdés” koncepcióját azzal a szándékkal támogatta, hogy biztosítsa a jövõbeli EU törvényalkotásában az egyensúlyt a társadalmi, gazdasági és a környezeti szempontok között. Az ipari ágazatok – különösképpen az acélipar – már az 1960-as évektõl kezdõdõen e koncepció alapján folytatták tevékenységüket. A tömegtermelés, a minõségbiztosítás és a költségcsökkentés meghatározó szerepet töltött be a technikai fejlõdésben, amely végül is az energiamegtakarítás, a szisztematikus takarékosság, illetve a tiszta folyamattechnikák alkalmazásának irányába hatott. Ennek eredményeképpen az elmúlt 40 évben az energiafelhasználás 50%-kal, a CO2-kibocsátás 60%-kal csökkent az acéliparban. Ez a csökkenés nem csak a recesszió eredménye, hanem a fajlagos értékek javulásának is köszönhetõ. A szemléltetett, látszólag egysze-

4. ábra. Az ipari termelés vállalati koncentrációja néhány szektorban: a 10 legnagyobb gyártó részesedése a világpiacból

rû változások mögött a körülmények öszszetett változása és számos fejlesztés húzódik meg, beleértve azt is, hogy ma már az acél hosszútermékeket nem integrált kohászati üzemekben, hanem elektrokemencés üzemekben állítják elõ. Ez a tudatos törekvés nagyon jelentõs fejlõdést eredményezett. Az 1990-es évek elejétõl kezdõdõen az acélgyártó eljárások az energiahatékonyság szempontjából elérték a fizikailag lehetséges felsõ határt. 4. Az együttmûködésen alapuló kutatói hálózat kialakítása és az acélipari fejlesztések Az Európai Szén- és Acélközösség létezése idején az EU intézményeinek védõszárnya alatt elhivatott és magas szakmai színvonalú hálózat fejlõdött ki az ipari laboratóriumok, kormányok, akadémiai kutatási központok és a köztestületek között. Napjainkban a teljes hálózat kb. 8300 kutatót fog össze, akik együttesen tevékenykednek az acélkutatásban és a technológiai fejlesztésben (RTD, Research and Technological Development), s ezzel az acéliparban foglalkoztatott munkavállalók 3,5%át teszik ki. A XX. század eleje, de különösen a második világháború óta az acélipari kutatást és fejlesztést az alábbi tényezõk határozták meg idõrendi sorrendben (lásd 2. ábra): • A tömegtermelés fenntartásának igénye az újjáépítés idõszakában; • A termelékenység növekedésének szükségessége (folyamatos öntés), termékminõség javítása (üstmetallur-

gia, acéltisztaság stb.) és a termelési költségek csökkentése (vékonybramma- és közvetlen szalagöntés stb.); • A továbbfeldolgozottság mértékének növelése iránti igény, amely szükségszerûen olyan megoldásokhoz vezetett, amelyek ösztönzõleg hatottak a speciális tulajdonságú acélok fejlesztésére (nagy szilárdságú acélok, folyamatos tûzi horganyzott bevonatolás stb.); • A fenntartható növekedés és gazdasági hatékonyság fejlesztésének szükségessége áttöréshez vezetett. Az 1990es évek óta az európai acélipar azokon a fõ területeken fejleszt, amelyeken a mai kihívások is jelentkeznek. 5. Az acélipar kulcsfontosságú jellemzõi napjainkban Az a feltételrendszer, amelyben az európai acélipar ma tevékenykedik, a következõkkel jellemezhetõ: • Mivel a környezetvédelemmel kapcsolatos kérdések egyre nagyobb szerepet játszanak a társadalmi tudatban, ezért az ipari tevékenység a környezetbarát termékek és technológiák egyre fokozódó alkalmazása felé fordult. • A feldolgozóipar fokozódó globalizációja. • A felhasználói igények innovatív minõségi termékek gyártását kényszerítik ki. Ehhez járul az a követelmény, hogy a felhasználókat a legszélesebb körû szolgáltatásokkal lássa el az acélipar, beleértve az acélok alkalmazásában rejlõ lehetõségek felajánlását is. • Az acéliparban dolgozó munkavállalók

138. évfolyam, 5. szám • 2005

3

jobb munkafeltételeinek biztosítása fejében a munkavállalóktól magasabb szintû végzettség és jobb hatékonyság várható el. • A tradicionális gyártók számára az új versenytársak megjelenése szükségszerû kihívást jelent. • A technológiai váltás felgyorsulása és az acéltermékek költség/ár viszonyának állandó csökkenése. • Az a körülmény, hogy korábban a szabályozórendszer szektor-irányultságú volt, ma már az egész feldolgozóipar az EU egységes iparpolitikai irányelvei szerint mûködik. 6. Az európai acélipar napjainkban Az európai acélipar évente kb. 160 millió tonna nyersacélt állít elõ, amely a világtermelés 20%-át képviseli. Ez a volumen 80-100 milliárd eurónyi becsült forgalmat jelent. Az európai acéliparban foglalkoztatottak száma kb. 260000 fõ.

A mélyreható szerkezetváltás és a vállalati fúziók révén a termelés a legmodernebb és leghatékonyabb gyártóberendezések használatára koncentrálódott. A határon túlnyúló stratégiai szövetségek révén a versenyképesség tovább fokozódott, különösen a nagy hozzáadott értékû acélok területén, ill. több európai versenytárs egyesülésén keresztül. Az európai kohászati üzemek termelékenysége több mint 50%-kal emelkedett az elmúlt 10 évben (lásd a adatait). Az Európai Unió jelenti azt a térséget, ahol ezek a vállalategyesülési folyamatok a legnagyobb mértékben lejátszódtak, és ez ma sem fejezõdött be teljes mértékben. Ennek ellenére, összehasonlítva más ipari tevékenységekkel (például az autóiparral), az acélipar maradt az ipari ágazat legkevésbé koncentrált területe, amint ez a jól látható. A gyártás minõségét meghatározó tényezõk szempontjából az európai acélipar a világon vezetõ szerepet tölt be, ami a

SZAKOSZTÁLYI HÍREK Az Ózdi Acélmûvek Kft. mint a Max Aicher vállalatcsoport tagja 2004. februárban ÓZDI ACÉL DÍJ kitüntetést alapított a kohómérnöki szakma népszerûsítése és a vállalat szakemberutánpótlásának biztosítása érdekében. A díjat minden év márciusában azok a III. IV. V. éves kohómérnök hallgatók kaphatják, akik tanulmányaikban és szakmai munkájukban kimagaslóan teljesítenek. A díjat 2005-ben Gyurján Valéria, V. éves (a jobb oldali felsõ képen), Koncz-Horváth Dániel, IV. éves és Csák Rita, III. éves kohómérnök-hallgatók kapták. A díjat Feledi Dezsõ, az acélmû vezetõje adta át Budai András, a vállalat ügyvezetõ igazgatója nevében. Az Ózdi Acélmûvek Kft. és a Miskolci Egyetem közötti oktatási és tudományos kutatási együttmûködés része a hallgatóknak felajánlott díj, melynek létrehozásában közremûködött dr. Grega Oszkár egyetemi docens.

4

VASKOHÁSZAT

következõ tényezõket foglalja magába: a gyártóberendezések teljesítõképessége, a termékminõség és az innovációs képesség. Ezt a kedvezõ helyzetet nagyrészt a kutatás-fejlesztés területén aktívan mûködõ egyének és szervezetek közvetlen és szerteágazó együttmûködésén alapuló hálózata révén érte el az Európai Unió. Irodalom [1] European Steel Technology Platform, Vision 2030, Report of the Group of Personalities, March 2004. European Commission, Directorate-General for Research. Directorate Industrial Technologies, Unit G/05 Research Fund for Coal and Steel. ftp://ftp.cordis.lu/pub/coalsteel-rtd/docs/steel_stp_def_en.pdf [2] Our Common Future - World Commission on Environment and Development, Oxford University Press 1987.

DÉNES ÉVA – FÜLÖP ZSOLTNÉ – GERGELY JUDIT – KÁLAZI ZOLTÁN – MENYHÁRT FERENC – TÓTH SÁNDOR

Húzott bojlercsõ kiváltása hosszvarratos, zománcozható csõvel

1. Bevezetés A Dunaferr vállalatcsoport termékszerkezeti palettáján több éve szerepelnek a zománcozásra alkalmas acéllemezek, melyekbõl a cég 2001-ben közel 25 ezer tonnát, 2003-ban pedig több mint 35 ezer tonnát értékesített. A Dunaferr Rt. Acélmûvek által gyártott és a Dunaferr Voest Alpine Hideghengermû Kft. (DWA) gyártósorán hengerelt zománcozható acélszalagok egy részét belföldön, másik részét külföldön értékesítik. A magyar zománcozóipar által 2001-ben felhasznált hazai gyártású acéllemezek 99%-át a Dunaferr vállalatcsoport gyártotta. Az utóbbi éveknek az acéliparban történõ nagy változásait követõen, az Európai Unióhoz való csatlakozás és a piacliberalizáció miatt azonban az acélgyártók is egyre nagyobb kihívásokkal szembesülnek. Az egyre élesebb piaci versenyben történõ helytállás elengedhetetlen feltétele a jelenleg használatos alapanyagok minõségének állandó javítása, új alap-

anyagok kifejlesztése, ill. ezek tulajdonságainak gyors és megbízható vizsgálata. A zománcozás folyamatának komplexitása és a rendszerszemléletû látásmód kialakítása nem nélkülözheti a felhasználók elvárásainak pontos ismeretét, a mûszaki-tudományos hátteret és a gyakorlati szaktudást a gyártás során. E tényezõk egyesítésének egyik lehetõsége egy hosszabb távú K+F munka, melyben kutatók, gyártók és felhasználók közösen dolgoznak a jobb minõségû, értéknövelt, piacképes termék létrehozásán. A „Zománcozható acéllemezek, technológiák és vizsgálati módszerek komplex fejlesztése” címû K+F pályázatot a Dunaferr Rt. Innovációs Menedzsmentje 2001 augusztusában nyújtotta be elbírálásra az Oktatási Minisztérium Alapkezelõ Igazgatóságához. A pályamunka elfogadását követõen, 2002 januárjában megkezdõdött a három évre vállalt projekt tervezett feladatainak kidolgozása az alábbi kutatásifejlesztési célirányok mentén: 1. A Dunaferr vállalatcsoport által gyártott zománcozható lemezanyagok minõségének fejlesztése, a tulajdonságok optimalizálása a jelenlegi és a modern zománcipari technológiák igényei szerint. 2. A hazai kohászat által még nem gyártott, de a fejlettebb országokban már eredményesen alkalmazott zománcozható acéllemezek hazai zománciparba való bevezetésének elõkészítése. 3. Az alapanyaggyártók és zománcüzemek számára egyaránt elfogadható, a lemez

minõségérõl a jelenlegi minõsítési módszernél több információt nyújtó, egységes minõsítési rendszer javaslatának elkészítése. 4. Korszerû gyártástechnológiák bevezetése a zománciparban, kihasználva a korszerû acélminõségek és a lézeres vágási és hegesztési technológiák együttes alkalmazásából adódó elõnyöket. 5. A hidrogén és a vas kölcsönhatásának és a zománcozott acél pikkelyesedési hajlamának mélyebb értelmezése, valamint a pikkelymentes zománcbevonat alapanyaggal kapcsolatos feltételeinek vizsgálata, megismerése. Jelen cikkben, a projekt negyedik fõ témakörében végzett munkát foglaljuk öszsze, amely a korszerû gyártástechnológiák bevezetését célozza meg, kihasználva a korszerû acélminõségek és a lézeres vágási, hegesztési, valamint sajtolási, mélyhúzási technológiák együttes alkalmazásából adódó többletelõnyöket. A hazai zománcipar termékskáláján szereplõ termékek elõállításakor változatos lemezmegmunkálási és kötési technológiákat alkalmaznak. A 4. feladat annak megvizsgálására koncentrált, hogy milyen lehetõségei vannak a jelenlegi, vékonyfalú hõcserélõkben alkalmazott varrat nélküli csövek kiváltásának lemezbõl gyártott hosszvarratos csövekkel. Meg kellett vizsgálni annak lehetõségét, hogy milyen minõségû alapanyag szükséges ahhoz, hogy a lézerrel hegesztett csõ két oldalon zománcozható legyen, és a termék a zománc beégetését követõen se változtassa meg méreteit, ne legyenek vetemedési problémák. A zománcipar jelentõs képviselõje a Lampart Budafoki Zománc Ipari és Kereskedelmi Kft., a pályázat aktív résztvevõje, így kézenfekvõ megoldásként választottuk zománcozott terméknek a Lampartnál gyártott DUNA 120 típusú gázbojler két oldalon zománcozott füstcsövét. Füstcsõnek jelenleg külföldrõl származó, varrat nélküli húzott csövet használnak. A téma kap-


5

máncozást és a bojlergyártást pedig a Lampart végezte el. 2. A húzott bojlercsõ vizsgálata

1. a ábra. Lemez próbadarabon lézersugárral hegesztett varrat

1. b ábra. Zománcozott, lemez próbadarabon lézersugárral hegesztett varrat

csán azt vizsgáltuk, hogy lehetne-e ezt a Dunaferrnél gyártott lemezbõl hegesztett csõvel helyettesíteni. Vizsgálódásaink során elõször a húzott bojlercsõ tulajdonságait ismertük meg, majd ehhez kiválasztottuk a megfelelõnek ítélt lemezanyagot. A lemezszalag csõvé hajlítását követõen a hosszvarratot kétféle eljárással hegesztettük meg: lézersugaras hegesztéssel, ill. ellenállás-hegesztéssel. A két hegesztõeljárás az egyedi és a tömeggyártást reprezentálja, így a gyártástechnológia kivitelezhetõségét is módunkban állt felmérni. Az ellenállás-hegesztéssel hegesztett varrat hegesztési technológiája bevált módszer, ott az alapanyagra és a méretre kellett koncentrálni, a lézeres varrat hegesztési technológiáját azonban a kevéssé alkalmazott volta miatt lemez próbadarabon elõzetesen kipróbáltuk. A meghegesztett csöveket a Lampartnál bojlerekbe építették be, melyeket megfelelõ minõsítési vizsgálatoknak vetettek alá, s ezek eredményérõl megfogalmazták véleményüket. Ennek alapján a team kiértékelte az ipari alkalmazás lehetõségét, és a téma folytatása esetére meghatározta a jövõbeni feladatokat. A 4. feladat teljesítése során a kiválasztott lemez alapanyagot a DWA biztosította, nagyfrekvenciás ellenállás-hegesztéssel a csöveket a Dunaferr Lemezalakító Kft. (DLA) gyártotta, lézersugárral a csöveket a BAYATI-ban hegesztették, a zo-

6

VASKOHÁSZAT

A Lampart által beküldött, külföldi eredetû jól zománcozható, húzott bojlercsöveket kémiai összetétel, mikroszerkezeti és mechanikai tulajdonságok szempontjából vizsgáltuk meg. Az alapanyag 14 elemes kémiai összetételét optikai emissziós spektrométerrel határoztuk meg. A szakítóvizsgálatból meghatároztuk a szilárdsági jellemzõket, a próbatestek mikroszerkezetének jellemzését pedig a zárványok fémmikroszkópos vizsgálatával, a ferritszemcsék nagyságának meghatározásával, valamint a karbidok méretének és morfológiájának képelemzõs mérésével végeztük el. 3. A lemez alapanyag megválasztása A varrat nélküli, húzott bojlercsövek kémiai összetételét, mikroszerkezeti és mechanikai tulajdonságait megvizsgálva és eredményeit kiértékelve adódott a feladat, hogy a Dunaferrnél gyártott hazai lemezalapanyagot választva, abból elõállított hosszvarratos csõvel helyettesítsük a külföldi csövet. A csövek alapanyag szerinti összevetésén túl egy anyagtakarékos költségcsökkentõ megoldást is tervbe vettünk, nevezetesen, hogy kisebb csõfalvastagságot válasszunk. Ehhez természetesen a bojlergyártók véleményét kértük, akik meghatározták, hogy melyik az a legkisebb falvastagság, amelyik még megfelel a szilárdsági szempontoknak. A kiválasztás feltétele az, hogy a lemez alapanyagnak elsõsorban a kétoldalú zománcozhatósági feltételeknek kell megfelelni, majd ezt követõen fontos a hegesztés jósága az alapanyagon, és a csõ hegeszthetõsége. Ez a sorrend a kutatómunka vonalát is kijelölte, és a javaslatokat is egymásra építve határoztuk meg. A csõ alapanyagának kiválasztásában nagy segítségünkre voltak azok az ismeretek, amelyeket a projekt 2. feladatának kidolgozása során szereztünk. A projekt második ütemében, 2003-ban, eltérõ minõségû és vastagságú zománcozható acéllemezek vizsgálatát végeztük el. Több, mint 6000 vizsgálattal teszteltük a lemezek mechanikai tulajdonságait, felületi tisztaságát és topográfiai sajátosságait, szövetszerkezetét és azokat a tulajdonságokat, amelyek kimondottan a zománcozhatósá-

got jellemzik (pácolhatóság, hidrogénáteresztõ képesség, pikkelyesedési hajlam). A hidrogénátbocsátás mechanizmusának meghatározása céljából elektrokémiai hidrogénpermeációs kísérleteket végeztünk különbözõ minõségû és állapotú próbalemezeken. A bórtartalmú acélok esetében mértük az összes és oldott bór menynyiségét, és vizsgáltuk a bór hatását a zománcozhatóságra. A külföldrõl származó húzott bojlercsõ tulajdonságait vizsgálva szembetûnõk voltak a nagyméretû zárványok. Ezek biztosították a megfelelõen nagy TH értéket és a kétoldalú zománcozhatóságot. A zománcozhatósághoz szükséges megfelelõen nagy TH-értéket a zárványok, ill. a körülöttük lévõ mikroüregek, mikrorepedések által kialakított hidrogéncsapdahelyek biztosítják. Bár a Dunaferrnél gyártott, bórral mikroötvözött, hidegen hengerelt finomlemezek kémiai összetétele eltér a húzott bojlercsõ alapanyagáétól, minden szempontból megfelelnek a követelményeknek. Ennek oka, hogy a különbözõ acélminõségek a sokparaméteres feltételrendszerben más-más mechanizmus szerint biztosítják a pikkelymentes zománcozhatóságot. A vizsgálati eredmények alapján és figyelembe véve, hogy az alapanyagnak két oldalon zománcozhatónak kell lennie, a hegesztetett csövek alapanyagául bórral mikroötvözött, hidegen hengerelt acélminõséget választottunk. A szakértõi team úgy ítélte meg, hogy a DC 04 EK-B minõségû, 2 mm vastagságú lemez alapanyag megfelel a zománcozott húzott bojlercsövek kiváltására. 4. Lézerrel hegesztett lemezek vizsgálata A hegesztéstechnológiai vizsgálathoz a DWA bocsátotta rendelkezésünkre a DC 04 EK-B anyagminõségû mintalemezeket. A lemezeken a varratokat a BAYATI Lézertechnológiai Laborjában 2,7 kW fényteljesítményû, lézerdiódás gerjesztésû Nd:YAG szilárdtestlézerrel készítették. A lézersugaras hegesztési technológia nagymértékben függ a lézersugár térbeli és idõbeli lefutásától. Köztudott, hogy a lézeres hegesztés olyan fénysugaras hegesztési eljárás, amelynek során az ömlesztéshez szükséges hõmennyiséget monokromatikus, koherens lézersugár adja. A lézernyaláb igen nagy energiasûrûségû, amely kis felületre fókuszálva tovább nö-

2. ábra. Lézeres csõhegesztés robotosított munkahelye

velhetõ. Az anyag és a fókuszált lézersugár relatív mozgása során a kialakult, ún. behatolási tölcsér változtatja a helyét, és megszilárdult réteget, varratot hagy maga mögött. Hegesztési célra a számos lézertípus közül az Nd:YAG szilárdtestlézerek terjedtek el, amelyek lézeraktív anyaggal, pl. neodímiummal szennyezett kristályok, melyeket villanófénnyel gerjesztenek. A BAYATI-nál üzemelõ nagyteljesítményû lézerrel való hegesztéskor a kötés a mélyhegesztésen alapul, amikor a varratszélesség és -mélység aránya 1:10 vagy ennél nagyobb. A lézersugaras hegesztéshez gyakran nem használnak hegesztõanyagot, a munkadarabokat illesztés nélkül, tompavarrattal hegesztik össze. E paraméterek beállításával és használatával egy vékonyhuzalos fogyóelektródás hegesztési technológiához hasonlítható eljárásról beszélhetünk. Az eltérés azonban a lézernyaláb koncentrált hõhatásában és fókuszálhatóságában rejlik. A lézersugaras hegesztéssel megvalósítható, hogy az egyoldali varrat a lemez mindkét oldalán kiszélesedõ varratalakot, X-varrat alakot mutasson, amely az egyenletes hõhatást követõen a deformáció egyenletessége következtében igen kedvezõ hatású. A lézerrel hegesztett varrat minõsítését a hegesztett kötésekre vonatkozó szokásos varratvizsgálati eljárásokkal támasztottuk alá. Szemrevételezéssel megállapítottuk, hogy a varrat külsõ megjelenése – a gépi eljárásból adódóan – egyenletes, a varratdomborulat mind a korona-, mind a gyökoldalon megfelelõ. A szabványos próbatestek az alapanyagban szakadtak, ami a hegesztett kötés szilárdsági megfelelõségét mutatta. A hajlítóvizsgálat és a keménységmérés is megfelelõ eredményeket mutatott. A makroszkópos felvételeken ( ) egyenletes, jó átmenettel beolvadt hegesztési varratok láthatók. Az

egysoros varratok X alakja a lézeres technika adta lehetõséggel, a lézersugár fókuszának állításával vált lehetõvé. Ennek következtében a lemezvastagság irányában viszonylag egyenletes varratméret és mindkét oldalon megfelelõ varratdomborulat alakult ki. Néhány, lézerrel meghegesztett lemezt zománcbevonattal is elláttunk, hogy a zománcozhatóságot vizsgáljuk. A hegesztés szempontjából megállapított egyenletes varrat, amelyet a gépi hegesztési eljárás produkált, nem mindenhol adott hibamentesen zománcozható felületet. A zománchiányos helyeken hegyesebb a varratdudor: ott csak vékony zománc tapadt meg. Egy megfelelõ minõségû zománcozott helyrõl kivett csiszolaton látható, hogy a zománcréteg elvékonyodott a varratdomborulatnál, a 0,2 mm zománcréteg helyett itt annak csak kb. tizedrésze alakult ki. A varratdomborulatnál az összvastagság is megnõtt, ez pedig a beépíthetõséget is befolyásolhatja. Egyértelmûen adódik a megoldás, hogy a hegesztési varrat paramétereit úgy kell meghatározni, hogy a varratdudor minél kisebb legyen, és a varratnál kialakult zománcréteg vastagsága a felhasználó által elõírt tûrésen belül maradjon.

3. a ábra. Zománcozott csõ próbadarabon lézersugárral hegesztett varrat

3. b ábra. Zománcozott csõ próbadarabon lézersugárral hegesztett varrat, lemunkált varratdudorral

5. Hegesztett csövek vizsgálata A Lampartnál a kísérleti füstcsöveket a DUNA típusú gázbojlerekbe építették be. A bojlerek 60, 90 és 120 liter ûrtartalmú változatokban készülnek, a füstcsövek mérete mindegyiknél O89×3,2 mm, a hosszuk változik. A leghosszabb méretû, DUNA 120 típusú bojler füstcsöve 850 mm hosszúságú. A hegesztett füstcsõ a lemezként hegesztett és megvizsgált Dunaferr gyártmányú, DWA-ban hidegen hengerelt, 2 mm vastagságú DC 04 EK-B anyagminõségû lemeztekercsbõl kiindulva készült. A tervek szerint legalább kétféle csõhegesztési eljárást tartottunk célszerûnek megvizsgálni. A hegesztési eljárás kiválasztását elsõsorban a lemez vastagsága határozta meg, de a partnerek lehetõségeit figyelembe véve adódott, hogy egy egyedi és egy tömeggyártást reprezentáló gyártási technológiát is össze tudjunk hasonlítani. A zománciparban számos esetben alkalmaznak hegesztést, leginkább ellenállás-ponthegesztést, a hosszvarrat készítéséhez azonban az ellenállás-hegesztés technológiája terjedt el. A kísér-

4. a ábra. Ellenállás-hegesztéssel készült csõvarrat

4. b ábra. Zománcozott, ellenállás-hegesztéssel készült csõvarrat

letben tehát lézersugaras hegesztéssel és ellenállás-hegesztéssel készült hosszvarratos csöveket vizsgáltunk. A hegesztett csõ elõkészítõ mûveleteit a DLA gépein végezték el. A DWA által biztosított lemeztekercseket elõször a csõ kiterített méretének megfelelõ szélességûre


7

5. ábra. A bojlertest részei: 1. hegesztett füstcsõ, 2. hegesztett bojlertest

hasították, majd a profilhajlító gépsoron folyamatos hajlítással csõalakra hengerítették. A lézersugaras hegesztésre kerülõ csöveket a gépen ún. repülõ gyorsdarabolóval méretre vágták, az ellenállás-hegesztéssel készülõ csöveket ezen a profilhajlító gépen hegesztették meg. A lézersugaras hegesztéshez hajlított csövek a BAYATI-ba kerültek. A lemezhengerítés után a lemez a képlékeny-rugalmas tulajdonsága miatt nagyméretû hézaggal nyitott állapotú volt, ezért a hegesztés elõtti illesztéshez és a hegesztéshez segédeszközt kellett használni. A lézeres hegesztés gépi folyamatos mûveletét robot segítségével oldották meg, a látható elrendezésben. A csõbefogó készülék oldalról szorítási lehetõséggel, állítható keretekkel készült, a készülékkel a csõhosszvarrat illesztési hézagját ill. a csõszél ütköztetését folyamatosan állították be. A hegesztõrobot programozásával elõször a fûzõvarratokat készítették el, ezt követte a hegesztés: a robot folyamatosan végighaladt az illesztett és rögzített varratél mentén. A hõhatás és hõelvezetés figyelembevételével, a nagyszámú paraméter beállításával és nyomon követésével kellett biztosítani a végig egyenletes hegesztési varratalakot. A csövek lézeres hegesztésének technológiai paraméterei megegyeztek a lemez próbadarabon készült hegesztett varratokéval. A lézerrel hegesztett csõ varratának minõsítéséhez a mechanikai tulajdonságok és a szövetszerkezet vizsgálatát végeztük el, és a síklemezen készített varrathoz hasonlítottuk azokat. A szilárdsági tulajdonságok adatai a nemszabványos

8

VASKOHÁSZAT

méretû és kihajtott próbatestek miatt abszolút értékben nem voltak ugyan összehasonlíthatók, de meg lehetett állapítani, hogy a lézerrel hegesztett hosszvarratos csõ szilárdsági szempontból megfelelt az alapanyagra elõírt szilárdsági követelményeknek, és a varrat mechanikai jellemzõit is megfelelõnek minõsíthettük. A makroszkópos felvételek azt mutatták, hogy a varratok összeolvadása megfelelõ volt, a szövetképek egyébként homogén szemcseméret-eloszlást mutattak. A lézerrel meghegesztett csövek a Lamparthoz kerültek zománcozásra. A lézeres lemez próbatesteknél tapasztalt hiányos zománcbevonat a dudoros varrat miatt alakult ki, ezért a Lampart szakembereivel egyeztetve, a csövet hosszában két darabra vágva úgy zománcozták, hogy az egyikrõl a külsõ, koronaoldali varratdudort lecsiszolták. A lemunkálás nélküli zománcohasonlóan néz ki, zott varrat mint a lemez próbatestek, tehát a varratdudornál a zománc vékonyabb rétegben kötött oda. Ez az elvékonyodott zománcréteg nem fért bele a zománcvastagság tûrésébe. A lemunkált varratdudor oldalán egyenletes zománcréteg tudott kialakulni A makroképek tanulmányozását követõen az a következtetés adódott, hogy a lézerrel hegesztett és zománcozásra kerülõ csövön az illesztésnek hézagmentesnek kell lennie, a varratdudor pedig a lehetõ legkisebb méretû, lapos és élmentes legyen.

A nagyfrekvenciás ellenállás-hegesztéssel készült hosszvarratos csõ a DLA profilüzemében készült. A profilgyártó gépen a méretre hasított lemeztekercsbõl görgõk között folyamatos behajlítással csõvé hengerített lemezen a hegesztés is folyamatosan történik nagyfrekvenciás csõvonal-hegesztéssel. Az ellenállás-hegesztés jellemzõje, hogy a hegesztéshez szükséges hõt a munkadarabon átvezetett, ill. az abban indukált áramnak az átmeneti ellenálláson fejlõdött hõje szolgáltatja. A kötés kialakulásához sajtolóerõt is mûködtetnek, a csõszéleket összenyomják, aminek következtében a megolvadt anyag kitüremkedik, és lehûlve gallérszerûen dermed meg. A profil belsõ felületén ez a többletanyag ott marad, a külsõ oldalon viszont gyalukéssel leforgácsolják. Ezt a mûveletet követi egy kalibrálás, esetleges

hõkezelés, és utána a folyamatosan haladó profilt gyorsdarabolóval méretre vágják. Ez a technológia biztosítja a profil hossza mentén az azonos varratalakot és azonos geometriát. A zománcozási kísérlethez a profilsoron legyártottak néhány darab 1,5 m hoszszúságú O89×2 mm méretû hosszvarratos csövet. Egy csövet zománcozás nélkül, egy másikat zománcozást követõen vizsgáltunk meg. Az ellenállás-hegesztéssel készült csõ szilárdsági tulajdonságait nemszabványos próbatestek szakítóvizsgálatával teszteltük, hasonlóan, mint a lézerrel hegesztett csöveknél. Az összehasonlításból kiderült, hogy a szilárdsági értékek kissé nagyobbak, a nyúlásértékek pedig kisebbek voltak, mint a lézeresen hegesztett csõ esetében. A szakadás mindkét próbánál az alapanyagban történt. Megállapítható volt, hogy az ellenállás-hegesztéssel gyártott hosszvarratos csõ varratának mechanikai jellemzõi megfelelõek, a csõ megfelelõnek minõsíthetõ. A makroképen látható, hogy a varratdudor lemunkálása után nem lett teljesen sík a felület, az ottmaradt él a zománcozást kedvezõtlenül befolyásolhatja. Amennyiben a sík felület elvárás, akkor a forgácsolószerszámot úgy kell kialakítani, hogy ez megoldható legyen. A csõ belsõ oldalán kitüremkedett anyag nem zavarja a beépítést, azonban a varrat melletti sávban elvékonyodott lemezméret gyengítõ tényezõt jelent. A szövetképek egyenletes, homogén elosztású szemcseelrendezést mutattak.

6. ábra. Ellenállás-hegesztéssel készült hosszvarrat

Az egyik ellenállás-hegesztéssel gyártott csövet a Lampartnál zománcozták. Az ellenállás-hegesztéssel gyártott csövön a külsõ hegesztési sorját a forgácsolószerszám már a profilgyártó soron eltávolította, így a zománcozás a sík felületen nem tûnt problémásnak. A zománcréteg a külsõ felületen egyenletes a sík felület miatt kisebb a vastagsága, mint a lézeresen hegesztett csõ bevonatáé volt. Öszszességében megállapítható, hogy az ellenállás-hegesztéssel gyártott hosszvarratos csõ jól zománcozható. 6. Hegesztett bojlercsövek beépítése A lézersugaras hegesztéssel és az ellenállás-hegesztéssel gyártott csövek zománcozhatóságának megállapítása után a csöveket termékbe beépítve teszteltük. A kísérlethez a Lampart Kft.-nél, gyártott DUNA 120 típusú gázbojler két oldalon zománcozott füstcsövét választottuk. A beépítés folyamatát az együttmûködés keretében a helyszínen végigkövettük. A bojlertest két fõ részbõl áll, az összeállítási rajzon látható a hegesztett füstcsõ és a hegesztett bojlertest rögzítési módja. A 6. ábrán a hosszvarratos csõ varratát láthatjuk a hegesztett bojlertestbe történõ behegesztés után. A bojlergyártás menetének részletes ismertetésétõl eltekintve a 7. ábrán a bojlertestet az átvételi ellenõrzõ állványon láthatjuk. A gázbojlerbe beépített füstcsõ beépítéskor megkívánt alaki- és mérettûrésének meghatározása a követelmények rögzítéséhez elengedhetetlenül szükséges volt. A Lampart Kft. mint gyártó az igény oldaláról, a csõgyártók pedig a technikai lehetõségek oldaláról közösen határozták meg a mûszaki feltételeket. A Dunaferr Rt. Innovációs Menedzsment koordinálásával a projektben résztvevõ szakemberek az alábbi véleményt alakították ki: • A méretpontosság tekintetében a rajzdokumentációban rögzített tûrések betartása elegendõ, nincs szükség szigorításra, a gyártási tûrés szûkítése ugyanis többletköltséget jelent. • A geometriai, alaki pontosságot a csõ keresztmetszetében (körkörösség) és a csõ hosszában (íveltség) határoztuk meg. A körkörösség elõírása az átmérõ tûrési lehetõségével kell, megegyezzen. Ez a körkörösség azonban nem változhat a zománc beégetése után sem. Az összeszere-

lés után egyébként a bojlertest furata kalibrálja a csõ külsõ átmérõjét, amely elõnyös is a körvarrat hegesztéséhez. • Az íveltség mértékét ugyancsak a csatlakozó furat tûrése határolja le. A csövön hegesztett aszimmetrikus hosszvarrat a varratrövidülés miatt alapvetõen íveltséget idéz elõ. A csõ íves alakja a bojlertesten belül nem okoz zavart, hanem a csõnek a bojlertesthez való csatlakozásánál kell a furat tûrésébe beleférni. A hegesztett körvarrat készülékben való gépesített hegesztése miatt is törekedni kell a körben azonos csatlakozási hézag beállítására. • A zománcréteg egyenletes vastagsága érdekében a csõ felületi minõségével kapcsolatban is meg kell fogalmazni követelményt, mégpedig azt, hogy a csõ külsõ felülete sík vagy lapos legyen, a varratfelületen nem lehet kialakított, vagy lemunkált él, amely a zománcréteg vastagságának csökkenését okozhatja. A zománcozási vizsgálatról, a csövek zománcozási tesztelésérõl a Lampart Kft. zománcozási szakértõje készített véleményt. A lézerrel és ellenállás-hegesztéssel gyártott csövekbõl egyet-egyet kétfelé vágva zománcoztak. Az ellenállás-hegesztéssel gyártott hosszvarratos csõ külsõ felülete sima volt, a varratdomborulatot a profilgyártósoron leforgácsolták. A körkörösség megfelelõ, a csövön több helyen körben mért átmérõérték tûrésen belül volt. A zománcozás után az eredmények nem változtak. Az íveltséget nem mérték, szemmel láthatóan egyenes volt a csõ. A két darab, ellenállás-hegesztéssel készített csövet beépítették az LBB120 típusú DUNA gázfûtésû háztartási melegvíz tároló berendezésekbe. Az elkészült bojlereket 7 bar nyomással próbázták, és a minõségi bizonyítvány szerint a nyomáspróba megfelelõ volt. A lézersugárral hegesztett csöveken a Lampart Kft. szakemberei a varratokat szemrevételezték, és az egyenetlen, hellyel-közzel csúcsos varratdudor elõfordulása miatt nem tartották zománcozásra megfelelõnek, így a lézerrel hegesztett csövek nem kerültek beépítésre, de a csövek alakhibája is megnehezítette volna a beszerelést. A körkörösség tekintetében megfelelõek ugyan az értékek, de mind a két alaki feltételnek meg kell felelni ahhoz, hogy az összeszerelés varratát megfelelõen meg lehessen hegeszteni.

7. ábra. A bojlertest ellenõrzésre készen

A lézeres hegesztési varratok vizsgálata során mind metallográfiai mind pedig mechanikai adatok igazolták, hogy a varrat megfelelt az általános mûszaki elvárásoknak, ugyanakkor a zománcozási kísérletek során kiderült, hogy a lézeres hegesztés nem mindenütt elégítette ki a zománcozhatósági geometria feltételeit. A BAYATI szakemberei a zománcozhatósági követelmények ismeretében megfogalmazták a javaslataikat, összefoglalták azokat a paramétereket, amelyek változtatásával a kérdés megoldható. A hegesztési paraméterek optimalizálásával minimalizálható az élképzõdés a varratkoronán, ha a huzaladagolás sebessége helyesen van beállítva a lézersugár haladási sebességéhez, a hézag teljesen egyenletes, vagy az illesztés hézagmentes, ezenkívül elõnyös a hegesztési ömledék térfogatának növelése is. Mind a két módszer sokkal könnyebben alkalmazható, ha nem egyedi csövek hegesztését kell megoldani, hanem folyamatos hegesztési varratot lehet kiképezni úgy, hogy a haladási sebességet on-line hengerített csõ elõtolásával biztosítják. Ezzel a körkörösség, az íveltség és a hézag (-mentesség) beállítása is egyszerûbben történhet, hiszen ezt csak a hegesztés környezetében kell biztosítani. 7. Összefoglalás Vizsgálódásaink során a megoldandó feladatok irányában néhány fontos megállapítást tettünk: • A Dunaferr gyártmányú DC 04 EK-B minõségû, 2 mm vastagságú lemez alapanyag megfelelt a zománcozott húzott bojlercsövek hegesztett és zománcozott kivitelû bojlercsövekre történõ kiváltására. Ezáltal a csõfal-vastagság jelentõs csökkenése is megvalósult (3,2 mm helyett 2 mm).


9

• Az adott hegesztési paraméterekkel a lemezmintákon lézerrel kialakított hegesztési varratok megfelelõ minõségûek; a zománcozhatóság szempontjából lapos varratalak szükséges. • A lézersugaras hegesztéssel megvalósítható, hogy az egyoldali varrat a lemez mindkét oldalán kiszélesedõ varratalakot (Xvarrat) mutasson, amely az egyenletes hõhatást követõen a deformáció egyenletessége következtében igen kedvezõ hatású. • A lézerrel hegesztett csõ jól zománcozható. Kívánatos azonban, hogy az illesztések hézagmentesek és lépcsõmentesek legyenek, a varratdudor a lehetõ legkisebb méretû, lapos és élmentes legyen. E geometriai elvárásoknak a lézeres technika meg tud felelni.

• Az ellenállás-hegesztéssel gyártott hosszvarratos csõ jól zománcozható. • A gázbojlerbe beépített füstcsõ alkatrészként, ill. a beépítéskor megkívánt mérettûrésének és alaki pontosságának (körkörösség és íveltség) meghatározása a követelmények rögzítéséhez elengedhetetlenül szükséges. • Ha a hosszvarratos csövek kétféle hegesztési eljárással való gyártását összehasonlítjuk, akkor beigazolódik az a tapasztalatunk, hogy az ellenállás-hegesztés tömeggyártásban alkalmazott technológiája kiforrott, jól bevált mûveletek sorozatából áll, ezt a zománcozhatóság kiegészíti, míg a lézersugaras hegesztés alkalmazása folyamatos varratkészítésre igazán a kísérle-

ti-fejlesztõmunka kategóriájába tartozik. • A lézersugaras hegesztés egy ígéretes technika, amely alkalmas a vékonyfalú szerkezetek kívánt minõségû, nagy pontosságú varratainak nagyüzemi gyártására, és a megfelelõ technikai háttér megvalósításával (pl. a készülékezés tökéletesítésével) széleskörû ipari felhasználás elõtt áll. Összességében a vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy a bórral mikroötvözött hidegen hengerelt acélminõségek teljes mértékben alkalmasak a jelenleg használatos, külföldrõl származó húzott csövek kiváltására, és a hegesztési technológia optimalizálása után kiválthatják ezeket.

REMPORT ZOLTÁN

A korompai hengersorok az I. világháború elõtt

Az elsõ világháborút megelõzõ években a hazai vaskohászat legfiatalabb nagyüzeme a korompai vas-és acélmû volt, tagjaként – Ózddal, Diósgyõrrel és Resicával együtt – annak a négyesfogatnak, amely az ország hengereltáru-termelésének döntõ hányadát adta. A gyár gazdája a Hernádvölgyi Vas- és Acélmû Rt. önállóan gazdálkodó társulat volt, de felügyelet és irányítás szempontjából a Rimamurány-

10

VASKOHÁSZAT

Salgótarjáni Vasmû Rt. (RMST=RIMA) igazgatóságához tartozott, a gyár lényegében a RIMA leányvállalata volt. A korompai új gyár a háborút megelõzõ békeévekben mindössze 10-15 éves múltra tekintett vissza. Azt a millennium idején alapította egy bécsi társaság, amely megvette az ottani régebbi vasgyárat. Létesítésének indítéka megegyezett a korábban felállított likéri kohókéval; mindkettõ a morva-sziléziai szénmezõt kapcsolta össze a Felvidék ércforrásaival. A társulat a telepítést 1896 tavaszán kezdte; a gyár építése olyan sikeres volt, hogy az 1898-ban már árut bocsátott ki. A telepítés azonban – mint a legtöbb kohászati gyár beruházása alkalmával – a tervezettnél költségesebbnek bizonyult, tulajdonosai pénzzavarba kerültek, és a létesít-

mény befejezése elakadt. A társulat anyagi nehézségeit kihasználva, a RIMA a vállalat részvényeit felvásárolta, a gyárat érdekeltségi körébe vonta és annak fejlesztését befejezte. Az új vas- és acélmû a XX. század elsõ éveiben teljesen kiépült, belekerülve az Európán végigsöprõ villamosítási hullámba. Kiépített állapotában két nagyolvasztóval, ötkemencés Martin-acélmûvel, kavaróüzemmel, durva- és finomhengermûvel, gépmûhellyel, villany- és kazánteleppel volt felszerelve. A korábban telepített vasgyárakhoz képest kétségtelen elõnye volt, hogy a villamos áramot már nem csak világításra, hanem az emelõ-, továbbítóés szállítóberendezések mozgatására is igénybe vette. Csupán a nagy meghajtó berendezéseinek választott gõzgépeket. A 250 m-es nagyolvasztói, a 250 tonnás keverõkemencéje és a 25 t betétsúllyal dolgozó martinkemencéi megfeleltek a korabeli európai berendezéseknek, kavaróüzeme is csak annyiban különbözött a hagyományosaktól, hogy az elõalakítást nem gõzkalapáccsal, hanem hidraulikus sajtóval végezte. Ezt az egyébként túlhaladott technológiát képviselõ üzemet a vállalat azért állította fel, mert az Unió zólyomi lemezgyárát platinával innen látta el, s finomlemezei céljára ragaszkodott a kavart vashoz. Figyelemre méltó berendezésének

számított a villanytelep, amelyben 3 db, 900 lóerõt képviselõ gõzgép és 3 db gázgép 1200 lóerõvel, 330 voltos háromfázisú Ganz-generátorokkal fejlesztett áramot. A gépekhez a gõzt a kohógázzal fûtött, legkorszerûbb kazánok termelték. A gyár legsajátosabb üzeme azonban a készárut kibocsátó két hengermû volt. A durvahengermûbe a vállalat három hengersort telepített. Ezek elrendezését a kiszolgáló berendezésekkel együtt az 1. ábra mutatja be. Az épület bal oldali terében helyezkedett el a kemencecsarnok. Ebben a csarnokrészben helyezték el a mélykemencéket és a hevítõkemencét. A mélykemencék álló, a hevítõkemence fekvõ helyzetben izzította a betétet. A teret három forgógém uralta, ezek ürítették az öntecsszállító kocsikat és helyezték rá a felhevített betétet a hengersorok görgõpályáira. A forgógémeket hidraulikus szerkezetek mûködtették. A durvahengermû központi alakító berendezése a durvasori együttes volt, amely két hengersorból állt. A nagy reverzálósor vonó gõzgépre ugyanis két hengersort kapcsoltak: a blokksort és a gerendasort. A gõzgépet a német Sack und Kisselbach cég szállította iker tandem kivitelben, 1250 mm lökethosszal, 800 mm és 1350 mm átmérõjû gõzhengerekkel. A gõzgép fordulatszáma percenként 120-140-ig emelkedhetett, s tengelyének egyik végéhez közvetlenül csatlakozott, a tartósor másik tengelye pedig 1:2,2 lassító áttétellel forgatta a blokksort. A gõzgép 4500 lóerõs legnagyobb teljesítményt fejthetett ki, s teljes tömege 103 tonnát nyomott. A durvahengermûben az összetett hengersorral azonos tengelybe helyezték el az univerzál triósort, amelyet saját, 1800 lóerõs gõzgéppel hajtottak meg. A blokksor 3 tonnás öntecsbõl kezdte a gyártást, miután 4 t emelésre méretezték a hengersort kiszolgáló forgógémeket. Az öntecseket 550, 500, és 380 mm-es négyzetes keresztmetszettel öntötték; elõbbi kettõ a blokksor, utóbbi a triósor betétjét képezte. Öntöttek kisebb, 200 kg-os öntecseket is, azokat azonban közvetlenül a finomhengermûbe szállították. A blokksor hengereinek hossza 2500 mm, névleges átmérõje 900 mm volt; a sor üregrajza a 2. ábrán látható. A korompaiak az állványt a kor nyelvújító irányzata szerint tömbelõnyújtónak említik, arra azonban végül is a blokksor kifejezés maradt fenn. Az állvány

felsõ hengerét hidraulikus szerkezet emelte egészen 400 mm-es nyitásig. A nyújtás a felsõ henger teljes nyitásával kezdõdött, majd több átbocsátás (szúrás) után a teljes zárásig tartott. Utána a darab 90 fokos fordítással került a második üregbe, majd ugyanilyen módon folytatódott a nyújtás a negyedik üregig és 200×140 mm-es szelvényig. Ennél kisebb szelvényû terméket a két zárt üreg bocsáthatott ki. Hengerlés közben a darab mozgatásáról az elektromosan mûködõ görgõsor és vonszoló, valamint a hidraulikus fordító gondoskodott, a hengereket pedig a sorok fölé állított 15 tonnás, elektromos futódaruval cserélték. A forgógémeket, a fordítót, és a blokkollót 40 atmoszférás hidraulikus rendszer szolgálta ki. A korompai blokksor a hazai telepítésûek közül, idõben az ózdi után, a második volt, és 1898 és 1910 között minden bizonnyal a legkorszerûbbnek számított. A korabeli technika gyors fejlõdésére

azonban jellemzõ, hogy 1910-ben lekörözte azt a diósgyõri blokksort, amelyet már elektromotoros hajtással láttak el. Ugyancsak még a háború elõtt látták el a resicai hengermûvet is Ilgner átalakítós reverzáló elektromotorral. A hazai vaskohászat fejlettségét mutatja, hogy a háború elõtt az országnak már négy olyan gépi berendezése mûködött, amely teljesen mechanizált volt, és karmozgatásnál nagyobb emberi beavatkozást nem igényelt. A gerendasor a blokksorról kapott betétanyagát elsõ állványán tovább nyújtotta, a második és harmadik állványon pedig a szelvényt készre alakította. A fennmaradt üregrajzok alapján a gerendasor, pl. a vékonyfalú, 260 mm-es, ún. Zorésvasat az elsõ állványon kb. 100×250 mmes laposvassá nyújtotta, a második állványban következett az ötszúrásos elõ alakítás, majd a harmadik állványban az ugyancsak ötszúrásos készre alakítás. A érzékelteti, hogy a háborút megelõ-

1. ábra. A korompai durvahengermû telepítési rajza. A - gerendasor, B - blokksor, C - trió univerzálállvány, D - kormánypad


11

2. ábra. A korompai blokksor üregrajza

3. ábra. A Zorésvas készsori üregei a gerendasoron

zõ években a hazai hengersorok már milyen aránytalan és vékonyfalú szelvények hengerlésére is képesek voltak. A durvahengermû harmadik hengersora az 1800 lóerõs gõzgéppel hajtott Lauth-féle triórendszerû univerzálállvány volt, 750 és 500 mm átmérõjû hengerekkel, 70, illetve 100 percenkénti fordulattal. A hengersor szélesacélt gyártott, hídlemeznek és csõkészítmények kiinduló anyagául. A gyártható szélesacélok mérethatárai 170 és 800 mm voltak. A gõzgépet, amely szintén tandem rendszerû ikergép volt, a hazai Schlick gépgyár szállította, s az a hazai gépgyártás színvonalát minõsítette. Görgõsorait ennek is elektromotorok forgatták, és a hengerréseket vastagság- és szélesség-

12

VASKOHÁSZAT

irányban szintén elektromosan állították. A hengerelt szálat természetesen darabolni kellett, ez a blokksor után a hidraulikus blokkolló, a gerendasor után az elektromos lengõfûrész, az univerzálsor után pedig az ugyancsak villanymotorral mûködtetett darabolóolló feladata volt. A darabolt terméket villamos jármû szállította a kikészítõmûhelybe. A hengermûnek két kikészítõrészlege volt, külön a síneknek és külön a gerendáknak. A finomhengermûbe két sort telepítettek: a középsort és a finomsort. Betétanyagát mindkettõ a blokksorról kapta. A blokkbugát a középsor elõnyújtó állványa fogadta, amely azt saját készsorai vagy a finomsor részére továbbnyújtotta. A finomhengermûben a betétet Siemens-rendszerû másodme-

legítõ kemencék hevítették, amelyek a forrasztókemencék rendszere szerint mûködtek, s akár forrasztást is végezhettek. Ezáltal a finomhengermû a kavaróüzem pakettjeit is fogadhatta. Ezt igazolja a középsor elõnyújtójának üregezési rajza is, ameláthatunk. Az elõnyújtó elsõ lyet a ürege a 200 mm-es pakett, de akár a 230 mm-es öntecs fogadására is alkalmas volt, a rendszeresített betét azonban itt a 200 mm-es buga volt. Ha betétként kisebb szelvényt kellett fogadni, a 180-as bugát a második, a 150-eset a harmadik üregbe vezették be. Az elõnyújtó a szekrényüregeivel erélyes nyújtást tett lehetõvé: az ötödik szúrással már a 120-as négyzetig jutott el. Ennél kisebb keresztmetszetû féltermék nyújtására az állvány rauta üregei szolgáltak. A finomhengermû középsorát 1200, finomsorát 800 lóerõs gõzgép forgatta. Miután azoknak reverzálást nem kellett végezni, tengelyükre nagyméretû lendkereket szereltek. A középsorhoz az elõnyújtón kívül négy készállvány is tartozott, ezeket az elõnyújtó tengelyérõl kötéllel hajtották meg. A középsori elõnyújtót emelõasztal szolgálta ki, amely a munkadarabot alsóból felsõ helyzetbe emelte, majd a következõ szúrásnál visszasülylyesztette. A középsor készsori szakaszát négy ún. kettõsduó állvány képezte, ami azt jelentette, hogy minden egyes állványban két pár henger forgott, azok azonban különbözõ függõleges síkban helyezkedtek el. A kettõsduó állvány a trióállványhoz hasonlóan mûködött, de azzal szemben elõnye volt, hogy a felsõ és alsó üregsort egymástól függetleníteni lehetett, ami megkönnyítette a szabálytala-

4. ábra. A középsor elõnyújtó állványának üregezési rajza

5. ábra. A vasúti alátétlemez utolsó üregeinek elhelyezése a középsor kettõsduó állványán

nabb szelvények üregeinek kialakítását. Ezt a lehetõséget használja ki a vasúti alátétlemez bemutatott üregezése. A finomhengermû másik sorát, a finomsort két elõnyújtó állvány és négyállványos készsorozat alkotta. A két elõnyújtó triórendszerû volt. Annak rajzát a mutatja be, amely arra hívja fel a figyelmet, hogy a hengersorok az elsõ világháború elõtt pontosan megmunkált és szorosan illesztett berendezésekre támaszkodhattak, és lehetõvé vált számukra a hengerelt termékek szigorú mérettartása. A finomsor elõnyújtó állványait közvetlenül a gõz-

gép tengelyére kapcsolták, a készsort pedig ugyanarról a tengelyrõl gyorsító szíjáttétellel hajtották meg. A készsori szakaszt szintén négy kettõs-duó állványból építették fel, azt azonban késõbb hétállványosra bõvítették, és a kettõs-duó állványokat váltakozó triórendszerûvel cserélték fel. A finomsor legkisebb szelvénye a 7 mm átmérõjû köracél volt, amelynek kiinduló anyagát állandóan növelték, miáltal a hengersor teljesítményét fokozták. A finomsor szálban hengerelt, az abroncsok tekercselésére azonban csévélõket (motollákat) állítottak be. A Hernádvölgyi Vasmû Rt. már az 1900. évi párizsi világkiállításon részt vett, arra elkészítette szelvénytáblázatát. A 7. ábrán bemutatott összeállítás bizonyítja hogy Korompa programjában minden olyan termék szerepelt, amelyet a korabeli legkorszerûbb hengermûvek a világ bármely táján programjukba vettek. Hasonlóan felkészült volt azonban Ózd is, ezért az RMSTnek a rendelkezésre álló hosszútermék-piacot meg kellett osztani a két acélmû között. A megosztásban az az elv érvényesült, hogy Korompa elsõsorban a durva termékekre támaszkodjék, míg Ózd inkább a finom szelvények irányába fejlessze termelését. Ha Korompa mennyiségben nem is tartott Ózddal lépést, és csarnokainak elrendezése sem lehetett terepviszonyai miatt annyira szabályos, mégis, miután nemzetközi vasútvonalra támaszkodott és festõi tájba illeszkedett, azt az ország legkulturáltabb és legkellemesebb munkahelyei között tartották számon. A korompai gyárat az RMST Trianon után, 1922-ben számolta fel. Jegyzet: A korompai gyár reverzáló gõzgépérõl és középsori emelõasztaláról a Stahl u. Eisen (1898, 833-836.) számol be, telepítés utáni ismertetõje a Magyar Mérnök és Építész Egylet Közlönyében (1899, 176.) jelent meg. Felszereltségérõl Déry Károly Bányakalauza (1914) munkaviszonyairól Cotel Ernõ (BKL 1947, 272, 363)) ad képet. Gyártmánykatalógusát és üregezési rajzait a Kassai Mûszaki Múzeum és a budapesti Öntödei Múzeum õrzi.

6. ábra. A finomsor trió elõnyújtó állványa

7. ábra. A korompai hengermûvek szelvénytáblázata az I. világháború elõtti években


13

SZAKMAI VITA

1. Bevezetés Elõször is szeretnénk a köszönetünket kifejezni , aki vette a fáradságot, és részletesen elemezte a szóban forgó – egyébként nem túl könnyen érthetõ és emészthetõ – cikket [1]. Külön köszönjük azokat a javaslatokat, melyeket a szerzõ a makrodúsulási modell javítása érdekében megfogalmazott [2], lehetõséget adva egyben arra is, hogy ezekre reagálva az eredeti cikkben leírtak szakmai-filozófiai hátterét egy kicsit bõvebben kifejtsük. Mindenekelõtt meg kell jegyeznünk, hogy ismereteink szerint az egész érintett problémakör, vagyis az acélok folyamatos öntési technológiája eredményeként kialakuló makrodúsulási jelenségek egzakt, vagy viszonylag egzakt megközelítése jelenleg szinte megoldhatatlan problémát jelent a külföldi kutatóintézetek, illetve a nemzetközi kutatási konzorciumok számára is. Nemzetközi viszonylatban tekintélyesnek számító szakemberek szóbeli információi azt igazolják, hogy a makrodúsulás minden acélmûben problémát jelent, csökkentésére alapvetõen empírikus megoldások léteznek, melyek elsõsorban az adott acél öntési technológiájában és az öntõgép beállításában testesülnek meg. Megbízható, átfogó leírási módot a kutatók eddig nem publikáltak, de feltételezhetõ, hogy a nagy acélgyártók a saját, kialakult, évtizedes tapasztalatokat magukban foglaló technológiai megoldásaikat üzleti titokként is kezelik. Információink vannak viszont egy futó EU-projektrõl, melynek célja a makrodúsulási mérték és az öntési paraméterek (összetétel, túlhevítés, hûtési viszonyok stb.) közötti kapcsolat felderítése, és melynek eddigi eredményei alapján korreláció nem mutatható ki a fenti jellemzõk és a kialakult makrodúsulás között. Mi lehet az oka annak, hogy ez – az öntött termékek továbbfeldolgozása és az anyagtulajdonságok szempontjából kiemelkedõ jelentõségû – problémakör ennyire nehezen megközelíthetõ? Megítélésünk szerint elsõsorban a makrodúsulási folyamatok összetettsége eredményezi az igazi nehézséget, valamint az, hogy ezen összetett folyamatok egzakt megközelítésére a számítástechnikai háttér jelenleg nem adott.

14

VASKOHÁSZAT

Kaptay György figyelmünkbe ajánlotta L.C. Nicolli írását [3], ez a munka egyébként ismertetésre került a Solidification and Microgravity konferencián is 2004-ben Miskolcon [4]. A cikkben tárgyalt esetben, vagyis egy kétalkotós (Al-Cu) ötvözet kétfázisú (olvadék-szilárd) tartományban való ellenõrzött alakítása eredményeként létrejövõ makrodúsulási folyamatok matematikai formulákkal való megközelítése reményteljes. Annak ellenére az, hogy a számított és mért eredmények között jelentõs különbség adódott, de ez az eset komplexitásában messze elmarad a folyamatos öntés viszonyaitól. Ugyanezen a konferencián B. Sarler az elõadásában [5] és a személyes beszélgetésekben azt is jelezte, hogy a makrodúsulással kapcsolatos áramlási feladatok megoldása tapasztalataik szerint a numerikus modell felbontásától is függ (!), így ezek korrekt kezeléséhez új formulák és eljárások (pl. mesh-free method) szükségesek. E két példa alapján könnyen belátható, hogy egy gyakorlati, pl. tízalkotós acélra a makrodúsulást okozó áramlási (ráadásul zömében a mushy zónában történõ áramlással leírható) feladatok egzakt megoldása a közeljövõben nem várható, bár a matematikai formalizmus kidolgozásában már vannak eredmények [6]. Mindezek a fent vázolt körülmények vezettek oda, hogy a vonatkozó cikkben ismertetett félempirikus, kétdimenziós, a kis karbontartalmú acélok folyamatos öntésére érvényes makrodúsulási modell kidolgozását megkíséreltük. A modell újdonsága, lényege abban a formalizmusban rejlik, mellyel a különbözõ okokból létrejövõ olvadékáramlás-intenzítások nyomon követhetõk és szétválaszthatók. Tekintettel arra, hogy a kísérleti munka nagyrészt a Dunaferr Rt. vertikális folyamatos acélöntõgépein folyik, így nyilvánvalóan a kémiai összetételbõl eredõ hatások is csak a gyártott acélminõségek összetételi határai között térképezhetõk fel. A Dunaferr Rt. alapvetõen kis karbontartalmú, ötvözetlen és mikroötvözött lemeztermékeket gyárt, így a minõségfüggvényben alkalmazott, az összetétel hatását reprezentáló tag is csak az ilyen acélok – makrodúsulás szempontjából fontos – elemeit tartalmazza. Egy ilyen munka célja alapvetõen az lehet, hogy a makrodúsulást okozó jelenségeket rendszerezi, lehetõvé teszi e jelenségek egységes kezelését, és a kísérletek alapján megválasztott modellparaméterek alapján jellemezze a várható makrodúsulás mértékét. Megítélésünk szerint ez egy igen hosszú folyamat, melynek nehézségeire – a vitacikkre [2] is reagálva – az alábbiakban térünk ki.

2. A makrodúsulás természete és jellemzése A vitacikkben [2] Kaptay György alapvetõ, koncepcionális javaslata az, hogy a makrodúsulási modell felépítése, a minõségfüggvény definiálása, valamint a modellparaméterek meghatározása alapvetõen a középvonali és az átlagos kémiai összetétel eltérésére alapozódjon, és erre meg is adja a vonatkozó, korrekt összefüggéseket. A kutatási munka hasonló koncepcióval indult, de végül egy olyan makrodúsulási modell fejlesztése mellett döntöttünk, mely tartalmaz ugyan a kémiai összetételre vonatkozóan részelemeket, de maga a minõségfüggvény nem a koncentrációkülönbségek leírására hivatott. E döntés hátterében egy sor gyakorlati megfigyelés és tapasztalat áll, melyek némelyike látszólag még az elmélettel is ellentmondásban van.

1.a

A problémák a makrodúsulás definíciójával kezdõdnek. Egyetértve Kaptay Györggyel abban, hogy a makrodúsulás számszerû jellemzésére a vitacikk (a), (b) és (c) egyenlete elméletileg alkalmas, meg kell jegyeznünk, hogy a lemezbugák gyakorlatban tapasztalt makrodúsulásának tényleges leírása ezzel a módszerrel nehezen kivitelezhetõ. Az elmúlt években összesen hat lemezbuga keresztmetszetérõl készültek spektroszkópos elemzési térképek, és az így meghatározott értékek, valamint a makroszkópos képek között szoros korreláció nem volt felfedezhetõ. Példaként az egyik részletesen vizsgált lemezbuga (a technológiai adatokat az tartalmazza) keresztirányú bugaszeletrõl készített elem-eloszlási térképeket mutatja be az az öt fõ alkotóra (C, Mn, Si, S és P). A térképek minden esetben 35 pont elemzési eredményei alapján készültek, nyilvánvalóan ez meghatározza a hely szerinti felbontást. Kifejezett középvonali szegregációra utaló eloszlás leginkább talán a karbon esetében figyelhetõ meg, míg a legnagyobb dúsulási hajlammal bíró két elem, a kén és foszfor tekintetében inkább negatív dúsulás és rendszertelennek tûnõ eloszlás adódik. Annak ellenére, hogy az elemeloszlási térképen a makrodúsulási tendencia alig-alig figyelhetõ meg, a Baumannlenyomat és a makromaratási kép egyértelmûen jelzi a makrodúsulás meglétét. A Baumann-lenyomat, mely a kéneloszlást – pontosabban a szulfidzárványok sûrûségét, eloszlását – hivatott felerõsített formában kimutatni, valamint a kénelemzési eredmények közötti megfeleltetés szemmel láthatóan nem egyértelmû. Az üzemi tapasztalatok viszont mindenképpen azt támasztják alá, hogy a lemezbugák feldolgozhatósága, hibás

1.b

1.d

1.c

1.e

1. ábra. Keresztirányú bugaszelet elemeloszlási térképei a C, Mn, Si, S és P alkotókra (MEAKKK-részjelentés, Miskolc 2004.)


15

1. táblázat. A 6-os összetételi és lemezbuga technológiai adatai (spektroszkópos vizsgálati eredmények alapján) Jellemzõ Adagszám Cr % Ni % Mn % Mo % Si % Nb % Cu % V% Al % P% C% S% Bugatípus Szélesség mm Vastagság mm Szekunder hûtési körök Túlhevítés, K Öntési seb.sség, m/perc Krist. hûtési telj. kW Zóna 1A 1A széles 1A keskeny 1B 2 3 4 5

6. kísérlet 582135 0,037 0,028 1,45 0,003 0,217 0,004 0,06 0,005 0,042 0,019 0,169 0,016 B13 1350 240 0+A 32 0,5 1543

Egyoldali szekunder hûtõvíz mennyiségek, liter/s 2,76 2,34 0,42 2,6 1,55 1,56 1,15 1,05

vagy hibamentes volta szempontjából a Baumann-lenyomat és a makromaratási kép a mérvadó: tehát ezek jelzik egyértelmûen adott esetben a lemezbugák meg nem felelését. Véleményünk szerint a makrodúsulási jellegzetességek és az elemzési eredmények eltérésének több oka is van. Elsõ helyen említendõ a szulfidzárványok kialakulása, illetve a kialakulás körülményei. A zárványok elhelyezkedése, esetleges sodródása és felhalmozódása a gyakorlati szempontból elkerülendõ makrodúsulás kialakulásában meghatározó szerepet játszik. A kristályosodás során, fõként annak utolsó szakaszában bizonyosan képzõdnek apró zárványokat is tartalmazó dendritközi hézagok, a dendritek és üregek felülete esetleg vékony zárványokkal is borított, és így ezek a részek intenzíven reagálnak a marószerekkel. A szulfidzárványok kulcsszerepét bizonyítja az is, hogy a kb. 0,08-0,09% alatti karbontartalmú acélok folyamatos öntése során minimális makroszegregáció figyelhetõ meg a lemezbugametszeteken, tapasztalataink szerint gyakorlatilag függetlenül az adott acél kéntartalmától (a Dunaferrben gyártott acélok szokásos kéntartalom-tartományában) és ésszerû határokon belül az öntéstechnológiától. A jelenség azzal hozható összefüggésbe, hogy ilyen kicsi karbontartalom esetén a (Fe, Mn)S zárványok kiválási hõmérséklete az acél szolidusz hõmérséklete alá esik. Az IDS szoftverrel nyomon követhetõ ez a váltás, a vonatkozó nem egyensúlyi (hûlési sebesség = 1 K/s) kristályosodási számítási eredményeket a mutatjuk be. Három – csak a kén-

16

VASKOHÁSZAT

2. ábra. A 6-os lemezbugáról készült Baumann lenyomat

3. ábra. A 6-os lemezbugáról készített makromaratási kép

tartalomban különbözõ (0,008, 0,013, 0,026%) – acélra meghatároztuk a karbontartalom függvényében a likvidusz, a szolidusz és a (Fe, Mn)S várható kiválási kezdõhõmérséketét, így az ábrán összesen kilenc görbe látható. A legfelsõ – likvidusz – vonalak gyakorlatilag egybeesnek, a vékony, színessel ábrázolt vonalak a szolidusz hõmérsékleteket reprezentálják, mégpedig fentrõl indulva a növekvõ kéntartalmakra vonatkozóan. A vastagon húzott görbék mutatják az aktuális kéntartalomhoz tartozó szulfidképzõdés kezdeti hõmérsékletét. Ez utóbbi görbék és a hozzájuk tartozó szolidusz vonalak metszéspontja a két kisebb kéntartalom esetén 0,09% karbon közelében van, vagyis ez alatti karbontartalomnál a szulfidok már szilárd fázisból válnak ki. Tapasztalataink szerint ez a körülmény gyökeresen más helyzetet eredményez makrodúsulási szempontból annak ellenére, hogy az ilyen összetételû bugák gyorsabban hûlnek, és teljesen oszlopos dendrites szerkezetûek (a dendritek növekedési morfológiája, oszlopos, vagy egyenlõtengelyû volta szintén alapvetõen befolyásolja a dúsult olvadék eloszlását, lásd [7]), gyakorlatilag nincs makroszegregáció. Mindez az olvadékból történõ zárványképzõdés elmaradásával magyarázható. Fentiek alapján tehát különbséget kell tenni a kémiai összetétel, illetve a szerkezeti sajátosságok miatt kialakuló makrodúsulás között, jóllehet a kettõ igen szorosan összefügg. Az eltérés valós okainak tisztázására a Bayatiban jelenleg is kutatások folynak, melyek célja a gyakorlati makrodúsulás megjelenési formáinak, mechanizmusainak pontos azonosítása. A kutatás keretében eddig végzett részletes analitikai vizsgálatok sem mutattak eltérést a makroszkopikus képen dúsult, illetve nem dúsult anyagrészek között. Mindenesetre lényeges ebbõl a szempontból, hogy információink szerint a külföldi acélipari vállalatok is alapvetõen a makrodúsulási kép, nem pedig a kémiai elemzés alapján minõsítik a lemezbugákat, az ellenõrzés mértéke és módszere (pl. hosszirány, keresztirány, marószer típus, értékelés) persze igen változatos [8].

4. ábra. A likvidusz és szolidusz, valamint a szulfidzárvány képzõdés kezdeti hõmérsékletének változása a karbontartalom függvényében (piros vonalak jelzik a szolidusz hõmérsékleteket)

bezáródhatnak, és ezeken a helyeken a dermedés lokálisan, vagyis a felette lévõ olvadékoszloptól gyakorlatilag függetlenül, azzal nem keveredve fejezõdik be. Ezen a ponton, vagyis a makrodúsulás jellemzésénél fel kell hívnunk a figyelmet még egy jelentõs körülményre. Mint az a vita tárgyát képezõ cikkbõl is kiderül, a makrodúsulás mértéke még állandósult állapotú öntési viszonyok között (az öntési paraméterek állandósága mellett) sem tekinthetõ azonosnak a lemezbuga különbözõ keresztmetszeteiben, vagyis az csak statisztikusan jellemezhetõ. Ennek oka, hogy a különbözõ excentricitású, kopású támgörgõk az egyes keresztmetszetekre eltérõ deformációt gyakorolnak, ezáltal eltérõ lesz az általa indukált olvadékáramlás is. A vitacikk [2] (a) egyenlete szerint definiált parciális, valamint a (c) egyenlet összegzett makrodúsulási mértéke tehát nem feltétlenül – sõt, tapasztalataink szerint igen kevéssé – jellemzi az ipari körülmények között gyártott acélok makrodúsulását. A egyenlet bár nagyon logikusan az ötvözõ- és szennyezõtartalomra, illetve az elemek megoszlási hányadosaira vezeti vissza a makrodúsulási mérõszámot, közvetlenül nem alkalmazható a számításokhoz. Az eredeti cikkben az összetétel hatását figyelembe vevõ nagyon egyszerû tényezõ a fentiek alapján is nyilvánvalóan pontosításra szorul, bár az eddigi vizsgálatok alapján jól jellemzi a Dunaferr Rt.-ben gyártott kis karbontartalmú acélok összetételébõl adódó makroszegregációs hatást a vizsgált koncentráció tartományon belül. A pontosításhoz természetesen nagyszámú mérési eredménysor – beleértve a támgörgõk pozíciójára, kopására és excentricitására vonatkozó adatokat is – szükséges.

5. ábra. Cu eloszlás egy 200 mm átmérõjû Al-4,5% Cu buga keresztmetszetében

3. Mérési lehetõségek, mérési adatok

Az elmondottak alapján az is nyilvánvaló, hogy a makrodúsulás kialakulása is lényegesen összetettebb folyamat kell legyen, mint azt elsõre gondolhatnánk, vagyis az egész folyamat nem követhetõ nyomon pusztán a szennyezõ, és ötvözõelemek olvadékban való feldúsulásával. Érdekességként megemlítjük, hogy egy lényegesen egyszerûbb esetben, az alumínium-réz ötvözetek folyamatos öntése során is általában összetett makrodúsulási kép alakul ki az öntött buga keresztmetszetében, mely ennek az ötvözetrendszernek és a technológiának a sajátosságaival magyarázható. Az a réztartalom változása látható egy 200 mm átmérõjû, kísérleti körülmények között a Delft University of Technology-n öntött, Al-4,5% Cu minõségû buga keresztmetszetében különbözõ öntési sebességekre vonatkozóan [9]. Visszatérve a kis karbontartalmú acélokhoz, feltételezésünk szerint komplex folyamatok eredményeként, az összetétel, a zárvány- és üregképzõdés, a kristályosodási front és az olvadékmozgás összetett kölcsönhatásában (pl. zárványok képzõdési feltételei, beépülés vagy eltávolodás a kristályosodási front környezetébõl, mushy zóna fizikai és geometriai jellemzõi, oszlopos, vagy egyenlõtengelyû kristályosodás stb.) alakul ki a makrodúsulás. Bonyolítja a helyzetet, hogy a dendritcsúcsok letöredezõdésére, elúszására, valamint – fõleg az egyenlõtengelyû kristályosodási zónában – a szilárd fázis leülepedésére is sor kerülhet. További, a szakirodalomból is ismert mechanizmus, hogy a buga belsejében a helyi feltételektõl függõen bizonyos olvadékrészek

Ezen a ponton újabb nehézségbe ütközünk, mivel az ipari öntõgépeken és a gyártott lemezbugákon való mérési lehetõségek igen korlátozottak és meglehetõsen költségesek. (Megjegyezzük, hogy éppen ez a körülmény indokolja a matematikai modellezés létjogosultságát a folyamatos öntés területén.) Az elmúlt évek során mintegy tizenkét esetben sikerült jól dokumentált, állandósult öntési viszonyok közötti kísérletsorozatot végrehajtani, ezek az eredmények és kísérleti tapasztalatok szolgáltatták az alapot a modell fejlesztéséhez. Az eredeti cikkbõl és a jelen válasz bevezetõjébõl is kitûnik, hogy adott összetételnél az öntõgép geometriájának és hibáinak kiemelkedõ jelentõsége van makrodúsulási szempontból. Régi megfigyelés, mely a fenti állítást igazolja, hogy felújítás után az öntõgépen problémamentesen lehet legyártani a makrodúsulási szempontból egyébként kényesebb minõségeket. Az öntõgép pillanatnyi állapotának pontos ismerete tehát a kényszer olvadékáramlások meghatározása szempontjából nélkülözhetetlen. A modellben alkalmazott, üzemi információkra alapozott paraméter értékek (résméretek, kopási értékek, excentricitások) az öntõgép átlagos állapotát reprezentálják. A pontos adatok felvételéhez egy ún. roll-checker berendezés szükséges, mely az öntõgépen való áthaladás során regisztrálja az egyedi támgörgõk adatait. A közeljövõben több új üzemi kísérlet lebonyolítása van tervbe véve, az öntõgépre vonatkozó adatok lehetõség szerinti meghatározásával együtt, ezek alapján reményeink szerint az öntõgép elhasználódási üteme is majd leírhatóvá és a modellbe beépíthetõvé válik.


17

Finn kutató kollégákkal való együttmûködés keretében tervezzük, hogy a modell alkalmazhatóságát az ottani üzemi viszonyokra is ellenõrizzük, mivel a raahe-i acélmûben gyakran végeznek öntõgép állapot ellenõrzést roll-checker alkalmazásával. 4. Egyéb megjegyzések A Hozzászólásban Kaptay György javasolja a különbözõ hatásokból létrejövõ térfogatváltozások összevonását. Ezzel kapcsolatban félreértés történt, mivel az „ecc” indexû változók a „pres” indexû változók + az excentricitásból adódó eltérést tartalmazzák, a „bulg” indexû változók pedig az „ecc” indexû változók és a kihajlásból adódó vastagság- (térfogat-) különbség összegeként definiáltak. Az összegzés tehát a modellben megtörtént, és a részösszegek alapján a különbözõ hatásokból adódó olvadékáramlások nagysága jól nyomon követhetõ. Ezeket nyilvánvalóan ismerni kell ahhoz, hogy eldönthetõ legyen, melyik kényszeráramlást elõidézõ ok játszik fõszerepet az olvadékáramlás kialakulásában, vagyis mely pontokon kell, illetve lehet beavatkozni a folyamatba. Az eredeti cikkben terjedelmi okok miatt nem tértünk ki rá, de a számítás alapvetõen a egyenlet szerinti meggondolások alapján történik, azzal a különbséggel, hogy a mushy-zónában jelenlévõ olvadék arányát elsõ közelítésben egységesen 1/3-nak tételeztük fel (a szoftverrel az olvadékarány a teljes mushy-zónára nem egyszerûen, de számítható). A (3.új) egyenlet szerinti, a még éppen jelen lévõ olvadékmennyiség szerinti súlyozás tapasztalataink szerint a modell túlérzékenységét okozza, így azt elvetettük a modell fejlesztése során. A fejlesztés idõszakában teszteltük a vitacikkben javasolt, a kumulatív olvadékmozgást iránytól függetlenül (abszolút értékben) definiáló egyenletet, de a számítási eredmények nem illeszkedtek a makrodúsulási jellegzetességekhez. Az eltérésnek az lehet az oka, hogy egy adott ciklusban, az adott keresztmetszetbõl lassan kipréselõdõ olvadékot a lassan beszívott olvadék „kompenzálhatja”, és így elképzelhetõ, hogy „nagyrészt ugyanaz az olvadék” kerül vissza az eredeti helyére. Ez a jelenség tehát lényegesen kisebb makroszegregációt eredményez, mint az az olvadékmozgás (4. új) egyenlet szerinti számításából adódna. Egyetértünk Kaptay György azon gondolatával, miszerint a minõségfüggvénynek ki kell elégíteni a peremfeltételeket. Mint említettük, az eredeti cikkben ismertetett modell a Dunaferr Rt. összetételi gyártási spektrumára vonatkozik, és ebben a tartományban megítélésünk szerint jól mûködik. A modellben a kémiai összetételt reprezentáló tag pontosításához az eddiginél lényegesen szélesebb összetételi tartományra vonatkozó mérési adatok szükségesek.

5. Összefoglalás A makrodúsulás és annak modellezése körül kialakult vita jól érzékelteti azt a tényt, hogy ebben az esetben a valós, ipari gyakorlati szint problematikája lényegesen bonyolultabb, mint az a jelenlegi elméletek alapján feltételezhetõ. A makrodúsulás jellegérõl, természetérõl, valamint annak megjelenési formáiról kialakult kép gyökeresen eltérhet, pl. egy egyszerû kétalkotós ötvözeten végrehajtott laboratóriumi kísérletsor, illetve a nagyüzemi, ipari gyártás tapasztalatai alapján, jóllehet a kettõ közötti kapcsolat nyilvánvaló. Természetesen a cél az, hogy olyan modellel írjuk le az ipari folyamatokat, mely logikusan következik a laboratóriumi kísérletekbõl és az ezekre épülõ elméleti megfontolásokból, mégis létezhetnek olyan mechanizmusok, melyek igazán csak az üzemi viszonyok között mûködnek. E megfontolásra épül az a gondolatmenet, mely az olvadékáramlás-intenzitási modell jelenlegi, félempirikus formájának kialakulásához vezetett. Irodalom 1. 2.

„Folyamatosan öntött bugák makrodúsulása”, BKL Kohászat 2004. 5. szám, 9-13.

„Folyamatosan öntött bugák makrodúsulása” címmel megjelent cikkéhez, BKL Kohászat 2005. 3. szám, 13-16. 3. „Modeling of Macrosegregation Caused by Volumetric Deformation in a Coherent Mushy Zone”. Metall. Mater. Trans.,., 36A (2005), 433-442. 4. Macrosegregation Caused by Deformation of The Mushy Zone, Mat. Sci. Forum, pp. 194-199, megjelenés alatt 5. Mesh-Free Simulation of Transport Phenomena in Continuous Castings of Aluminium Alloys, Mat. Sci. Forum, pp. 496-501, megjelenés alatt 6. Segregation during solidification with spongy deformation of the mushy zone, Acta Materialia 51 (2003) 5263-5283. 7. Characterising of the Inner Structure of Continuously Cast Sections by Using of Heat Transfer Model, Mat. Sci. Forum. Vols. 414-415 (2003) 461-470 8. Image Analysis Study of Macrosegregation in a High-Carbon Continuously Cast Steel, Materials Characterization 38 (1997), 203-210 . 9. Materials Science and Engineering A 384 (2004) 232-244.

Helyreigazítás A BKL 2005. évi 4. (közös) számának 21. oldalán a 40 éves egyesületi tagságért Sóltz Vilmos Emlékéremmel kitüntetett tagtársaink között

Dr. Takács István fényképét itt adjuk közre, ezúton is gratulálunk Neki! A hibánkért az érintett Tagtársaink és valamennyi olvasónk elnézését kérjük. a 2005-4. lapszám szerkesztõje

18

VASKOHÁSZAT

:

FEGYVERNEKI GYÖRGY

Az autóipari beszállítóknak egyre inkább szembe kell nézniük azzal, hogy az autógyárak elsõdleges célja egyre nagyobb teljesítményû és kisebb tömegû alkatrészek beépítése az autóikba. A gépjármûvek motorjainak egyik legfontosabb – ha nem a legfontosabb – része a hengerfej. Ezen a területen is érvényesül a „minél nagyobb teljesítmény, minél kisebb falvastagság” elv. A kis falvastagság egyik legnagyobb veszélye a repedésérzékenység növekedése. A Hydro Alumínium Gyõr Kft.-nek is szembesülnie kellett ezzel a kihívással, amely megkövetelte a minél jobb minõségû hengerfejek elõállítását. A hengerfejekkel szemben támasztott kimagasló szilárdsági követelmények teljesítéséhez folyamatos technológiai fejlesztés, magas szintû gyártási fegyelem szük-

séges. A hengerfejekhez használt alapanyagot szállító cégekkel közösen végzett kísérletek eredményeként sikerült meghatároznunk azokat a paramétereket, amelyeknek nagy szerepük van a kimagasló szilárdsági tulajdonságok elérésében, a repedésérzékenység csökkentésében, ezáltal biztosítva az olvadék legjobb minõségét. Az elvégzett kísérletek egy része a hûtés szerepének feltárására irányult. Kutató-fejlesztõ központunk hatékony támogatásával meghatároztuk az optimális hûtési paramétereket. A kísérleti programban nagy szerepe volt a hõsokkvizsgálatnak (másként: a „thermoschock” tesztnek), amellyel az olvadék minõségének a hatását és a hûtéstechnikai módosítások hatékonyságát tudtuk ellenõrizni. Kutatásainkhoz megfelelõ hátteret szolgáltatott a cégcsoporthoz tartozó kutató-fejlesztõ központban felhalmozott tudásbázis és a rendelkezésre álló eszközpark.

A kísérleti program összeállítása, az elvégzett vizsgálatok lefolytatása azért vált szükségessé, mert 2003-ban két új hengerfejtípus is érkezett a vállalatunkhoz, amelyek gyártása során különféle problémák merültek fel. • A hengerfejek mechanikai tulajdonságai

nem feleltek meg a vevõk követelményeinek, • a motortesztek során a hengerfejek égésterében nagymértékû (a vevõ által kifogásolt) repedések keletkeztek. Elsõ lépésként a hengerfejhibák közös tulajdonságait vizsgáltuk meg. Az elemzések során két fontos közös paramétert találtunk: • mindkét hengerfejtípust DIN 226.10-es ötvözetbõl öntöttük (AlSi9Cu3); • mindkét hengerfejtípus kikészítése T5jelû hõkezeléssel történik, ami meleg tárolást, feszültségmentesítõ izzítást, (210°C-on 5 órás hõn tartást) jelent.

A viszonylag nagy réztartalom lehetõvé teszi a hengerfejek hûtött égésterében a 95-100 HB keménységi értékek elérését is. Az elõírás szerinti réztartalom biztosíthatja (feltéve, ha a dermedés elég gyors és ennek köszönhetõen a réz nem válik ki a dermedés folyamán) a hõkezelés során a megfelelõ mechanikai tulajdonságok kialakulását, annak köszönhetõen, hogy a szabad réz szilárd oldatba megy. A Si 8,5-9,5% közötti értéke ideális öntési és formakitöltési tulajdonságokat biztosít. Fontos azonban a megfelelõ olvadékkezelés is az eutektikum nemesítése céljából, mert alulnemesített ötvözet esetén a Si durva, szögletes alakú kristályokat alkot, amelyek

A DIN 226.10-es ötvözet elõírt kémiai összetétele, %: Si 8,5-9,5

Cu 2,3-2,6

Mg 0,25-0,50

Mn 0,3-0,5

Fe 0,3-0,7

Sr 150-250 ppm

9

2 1

3

4

2. ábra. A hõsokkvizsgálati ciklus

1. ábra. A hõsokkvizsgálathoz használt berendezés

3. ábra. A hõsokkvizsgálat közben kialakuló repedések

megakadályozzák az optimális szövetszerkezet kialakulását. Ezáltal dermedési anomáliák alakulnak ki, végsõ soron pedig a hengerfej mechanikai tulajdonságai – pl. a szakítószilárdság – is csökkennek. A magnéziumtartalom a megfelelõ mechanikai tulajdonságok, keménység kialakulását segíti elõ. A T5-ös hõkezelésnél ennek nincs jelentõsebb szerepe, ugyanis az alkalmazott öAlSi9Cu3 ötvözetben a Cu tölti be ezt a szerepet. A mangán a vas káros hatását csökkenti azáltal, hogy intermetallikus fázist képez vele, ezáltal a vasra jellemzõ tûszerû kiválások helyett kedvezõbb alakú kiválások lesznek a szövetszerkezetben, javulnak a mechanikai tulajdonságok. Az Al-Si ötvözetek legkárosabb szennyezõ eleme a vas. A dermedés folyamán, fõleg

20

ÖNTÉSZET

ha ez lassan megy végbe, tûszerû kristályok formájában válik ki, ami meggátolja az optimális, tehát porozitásmentes szövetszerkezet kialakulását. A tûszerû Fekristályok egyrészt okai lehetnek üregek kialakulásának a szövetben, mivel elzárják a dendritcsatornák közötti táplálási utakat, másrészt elõfordulásuk helyén a mechanikai tulajdonságok ugrásszerû csökkenését okozzák, repedések kiindulási pontjául szolgálnak. A stronciumot az Al-Si ötvözetek nemesítésére használják mesterötvözet formájában (pl.: AlSr10Ti1). Manapság hipoeutektikus AlSi ötvözetek nemesítésére kizárólag ezt alkalmazzák. A lecsengés jelensége csak 4-6 óra múlva jelentkezik [1]. A szilíciumkristályok optimális (finom szemcsés) alakban való kiválását segíti elõ, ezáltal áttételesen javítja a mechanikai és a dermedési tulajdonságokat is. Az alkalmazott mennyiség kiszámításánál azonban figyelni kell arra, hogy 350 - 400 ppm Sr-tartalom fokozza a gázfelvételi hajlamot és elõsegíti mikroüregek képzõdését is (a cégcsoport kutató-fejlesztõ központjának a kísérletei szerint). A gyakorlatban alkalmazott optimális mennyiség 150 - 250 ppm között változik [2]. Az öAlSi9Cu3 ötvözet a leggyakrabban alkalmazott, gravitációs kokillaöntési célokra alkalmas AlSi-ötvözet. Nagy hátránya azonban, hogy másodlagos ötvözet, azaz hulladék beolvasztásával állítják elõ, aminek azonban a viszonylag magas vastartalom a következménye [3]. A vas tekinthetõ a legkárosabb elemnek az öntvények repedésérzékenységé-

nek a szempontjából, amint az a következõkben látható is lesz. 4. A probléma megoldásának lehetséges módjai Szabályozott – fluidágyas – hûtés alkalmazása az öntést követõen, amelyet Hydro szabadalomként be is jegyeztek. • A hûlési viszonyok optimalizálása a kokillában. • A szilárdsági tulajdonságok javítása hõkezeléssel (T5). • Az alapanyag tulajdonságainak hatása a repedésérzékenységre. A jelen cikk ez utóbbit, vagyis az alapanyag tulajdonságainak az öntvények repedésérzékenységére gyakorolt hatását vizsgálja. 5. A repedésérzékenység vizsgálata Az Al-Si ötvözetbõl öntött hengerfejöntvények repedésérzékenységének vizsgálatára a bonni kutató-fejlesztõ központunk a hõsokkvizsgálatot, az ún. „Thermoschock” tesztet dolgozta ki. A berendezés az látható. A tesztciklus a szobahõmérsékletrõl 300°C-ra való felhevítésbõl, majd 90 másodpercen belüli lehûtésbõl áll. A vizsgálat során a hengerfejet az égéstér felõli oldalával felfelé behelyezzük a berendezésbe. A szobahõmérsékletû hengerfej égésterét 10 s alatt gázégõk segítségével felhevítjük 100°C körüli hõmérsékletre, amit 4-5 s hõn tartás követ. Újabb intenzív hevítéssel, a hengerfej égésterének hõmérsékletét 50 s alatt 250°C körüli hõmérsékletre hevítjük,

teszt) leginkább a motorok vizsgálatára szolgáló hõfárasztó vizsgálatnak (coldwarm test) felel meg. 7. A repedések okai, kapcsolata az olvadék tulajdonságaival

4. ábra. A vegyületfázisokról készült mikroszkópos felvételek

ugyanis ilyen hõmérsékleti viszonyok uralkodnak a hengerfejek égésterében a motor mûködése során. Ezt követõen a gázégõk helyére hideg vizet szolgáltató csövek kerülnek, és víz segítségével 20-25 s-on belül az égésterek hõmérsékletét újra szobahõmérsékletûre (kb. 20-25°C) hûtjük. Ezek a ciklusok egymást követve ismétlõdnek. Az égésterekben kialakuló repedések számát, helyét, mélységét és hosszát 4, 7, 10, 15 és 20 h elteltével megvizsgáljuk. a tesztciklus hõmérsékletA pedig a hõváltozása látható, a sokkteszt közben kialakuló repedéseket mutatja. A számozás 1-tõl 4-ig a hengerek sorszámát jelenti, a vezérlési oldaltól számozva. A 2-es hengernél pirossal bekarikázott repedéseket nevezzük berepedésnek, a 3-as henger és a víztérláb közötti pirossal jelölt repedés pedig a teljes átrepedés. 6. A hõsokkvizsgálat értékelése A hõsokkvizsgálat eredményeként a hengerfejek égéstere a 3. ábrán példaként be-

mutatott módon és helyeken reped meg. A teszt folytatásaként ezeket a repedéseket elemezzük. A hengerfejeken kétfajta repedést különböztetünk meg: • berepedés; • teljes átrepedés. A vevõi követelmények tartalmazzák azt, hogy egy hengerfej égésterében mennyi berepedés és mennyi teljes átrepedés fordulhat elõ 20 órás tesztelés után. A repedésekre vonatkozó elõírások tartalmazzák azt is, hogy milyen hosszú és milyen mély lehet az adott repedés. Ezeket az értékeket annak a függvényében határozzák meg, hogy milyen terhelést kap majd a hengerfej a motorban, (milyen teljesítményû motorba szerelik majd be), illetve, hogy a repedés mennyire veszélyes helyen található. A repedés legfontosabb jellemzõi: • a mélysége, • a hely, ahol található. Legveszélyesebbek a teljes átrepedések, pl. a szelepektõl a víztérlábakig, illetve a 8 mm-nél mélyebb repedések. Ezek már komoly funkcionális problémákat is okozhatnak a motor mûködése során. A repedésérzékenység vizsgálatára alkalmazott hõsokkteszt („Thermoschock”-

A vevõi követelményeknek nem megfelelõ repedésekrõl csiszolatokat készítettünk, amelyeket elektronmikroszkóppal vizsgáltunk. A szövetvizsgálatokból az alábbi következtetések vonhatók le. A repedések szövetszerkezete a vizsgálatok alapján döntõen priméren kristályosodott, alumíniumalapú szilárdoldatból és szilíciumot tartalmazó binér eutektikumból, továbbá intermetallikus Al(Fe,Mn)Si és AlFeSi2 fázisokból áll. Az alumíniumalapú szilárdoldat és a binér eutektikum mellett Mg2Si, Al2Cu valamint Al15Cu4Ni2 és Al5Mg8Si2Cu2 vegyületfázisok és vas-, mangántartalmú fázisokból álló ternér-, kvaternér eutektikumok is megtalálhatóak voltak a csiszolatokon. A hengerfejek repedéseibõl készített csiszolatok mikroszkópos felvételei láthatóak a . Mindkét felvételen jól láthatók a repedés kiindulópontjában (bekarikázott terület) a vastartalmú intermetallikus fázisok. A továbbiakban arra kerestük a választ, hogy ezek az intermetallikus fázisok mikor, hol és milyen körülmények következtében alakulhatnak ki. 8. Az alumíniumötvözet-tömbök vizsgálatának eredményei Vizsgálataink során az olvadékminõség ellenõrzésére helyeztük a hangsúlyt. Prefilkészülék segítségével a gyártás minden

1200 1000 800 600 400 200 0

0

20

40

60

80

100

120

140

Idõ, s 5. ábra. A Prefil-készülék és a kiértékelõ diagram


21

6. ábra. A csiszolatok kivágásának a helye az ötvözettömbökben

7. ábra. A tömbökbõl vett mintákról készített mikroszkópos felvételek

22

ÖNTÉSZET

egyes fázisában mintát vettünk az olvadékból, és vizsgáltuk annak állapotát. Az látható a berendezés illetve a kiértékelõ diagram. A Prefil készülékkel végzett olvadékminõség-elemzés lényege: • Az alján nyitott, szûrõvel ellátott tégelyt légmentes térbe helyezzük. • A légmentesen lezárt tér alá gyûjtõedényt teszünk, ide fogjuk átszívni az olvadékot, (a gyûjtõedény alatt mérleg található). • A tégelybe folyékony fémet öntünk, a gép érzékeli az olvadék hõmérsékletét. • A tégelyt lezárjuk, vákuumot hozunk létre, és 1 kg mennyiségû fémet átszívunk az alsó gyûjtõedénybe. • A berendezés ez idõ alatt felveszi a szûrési görbét, (egységnyi idõ alatt átszívott fém mennyisége). • A szûrõn fennmaradó fémbõl mikrocsiszolatot készítünk. • Mikroszkóp segítségével mennyiségi és minõségi elemzést végzünk a maradék fémbõl készült mikrocsiszolaton. A szûrési görbék meredekségébõl következtethetünk az olvadék tisztasági fokára, vagyis minél nagyobb a görbe meredeksége, annál tisztább az olvadék. A Prefil-készülékkel elvégzett olvadékvizsgálatok eredményei alapján azt a következtetést tudtuk levonni, hogy az általunk keresett fázisoknak már a bejövõ ötvözettömbökben is benne kell lenniük. A csiszolatok elemzése után egyértelmûen kijelenthetõ, hogy az általunk keresett vastartalmú intermetallikus fázisok már az alumíniumötvözet-tömbökben is jelen vannak. E fázisok káros hatásának csökkentésére üzemi körülmények között nem sok lehetõség van, ezért kerestük azokat az okokat, amelyek a nem megfelelõ minõségû tömb elõállítását eredményezik. Elsõként csiszolatokat készítettünk a kivágott mintákból, amelyeket mikroszkóppal vizsgáltunk. A csiszolatok vételének helyét a beszállítóinkkal is egyeztettük, megkerestük a tömbökben azt a helyet, amely a legjob-

ban jellemzi a gyártási körülményeket. Az elemzéseknél nagy segítséget nyújtottak a bonni kutató-fejlesztõ központunk szakemberei is. A látható a csiszolatok kivágásának a helye az ötvözettömbökbõl. A 6. ábrán jelölt téglalap az a terület, ahol a dermedés a tömbösítés során (a vízhûtésnek köszönhetõen) gyors, és ennek köszönhetõen a mikroszkópos vizsgálattal objektív képet kaphatunk a tömbrõl. A a tömbökbõl vett mintákról készített mikroszkópos felvételek láthatók. Minden felvételen megtalálhatók (a bekarikázott területeken) az AlFeMn, AlFeMnSi intermetallikus fázisok, illetve az AlFelemezek. Ezek a vegyületfázisok találhatók a hengerfejek repedéseinek kiindulópontjaiban is, vagyis sikerült bebizonyítanunk kísérleteink alapvetõ feltételezését: azt, hogy az intermetallikus fázisok már az alapanyagtömbökben is megtalálhatók. 9. Az intermetallikus fázisok kialakulásának okai, következményei A vegyületfázisok kialakulásának három fõ okát találtuk az alapanyagtömbök gyártása során: • A szekunder ötvözet gyártásának bármely szakaszában az olvadék Fe-tartalma 1% fölé nõ (ebben az esetben a vas lemezek formájában jelenik meg a szövetszerkezetben, ez a legveszélyesebb a repedésérzékenység szempontjából). • A szekunder ötvözet olvadékának hõmérséklete az olvasztási folyamat során bármely okból tartósan 700°C alá csökken (e hõmérséklet alatt megkezdõdik a vegyületfázisok kiválása, ezek a fázisok pedig az öntödékben alkalmazott olvasztási hõmérsékleten csak részlegesen tudnak feloldódni). • A tömbösítés során a dermedési sebesség nem megfelelõ (ebben az esetben lehetõség van intermetallikus fázisok, valamint AlFe-tûk kialakulására). A következõ mikroszkópos felvételeken

látható az az optimális – vegyületfázisoktól mentes – szövetszerkezet, amely repedésérzékenység szempontjából a legjobb minõségû öntvényt eredményezi. Az AlFe-lemezek és az intermetallikus fázisok jelenlétének a következményei: • A vegyületfázisok jelenléte megakadályozza az optimális szövetszerkezet kialakulását, ami a mechanikai tulajdonságok – kísérleteink által bizonyítottan – közel 20%-os csökkenését eredményezi. • A jelenlétükben jelentõsen megnõ a hengerfej repedésének a veszélye, repedések kiindulópontjául szolgálnak (lásd a 4. ábrát, amely vegyületfázist mutat a repedés kiindulópontjánál). 10. Elõírások az öntények repedésérzékenységének csökkentésére, az Al-Si-ötvözetet gyártók számára Az alábbiakban tételszerûen összefoglalom azokat a tapasztalatokat és eredményeket, amelyeket a bonni kutató-fejlesztõ központunk szakembereivel közösen kidolgoztunk. A hengerfejek repedésérzékenységének a csökkentéséhez a következõ elõírások betartása szükséges:

8. ábra. A repedésérzékenység szempontjából kedvezõ nemesített szövet

• a megfelelõ Fe-Mn arány beállítása az ötvözetben, • [Mn%]= 0,65 - 0,75 × [Fe%] • az AlFeMn, AlFeMnSi vegyületfázisok maximális mennyiségének és méretének meghatározása (adott felületegységre vonatkoztatva), • AlFe-tûk maximális mennyiségének és méretének meghatározása, • elõnemesített ötvözet vásárlása az optimális alakú Si-kristályok elérése érdekében, • szigorú hõmérséklet-ellenõrzés mind az olvasztó, mind a hõn tartó kemencében (a teljes tömbgyártási folyamat során, lásd. 7. fejezet),

• ha a szekunder ötvözet Fe-tartalma az olvasztási folyamat bármely fázisában 1% körüli értékre növekszik, hígítani nem szabad, más minõségû ötvözetet kell gyártani belõle. Irodalom [1] Aluminium Taschenbuch, Düsseldorf (1996) [2] Art und Entstehung von Verunreinigungen in Aluminiumschmelzen, Aluminium 55 (1979), 329-331. [3] Aluminium im Automobil, Aluminium 72 (1996), 232-238.

SYVERTSEN, C.:

A cseh öntödék a Unicast-tól várják piacaik bõvûlését *

Az öntészetben, az utóbbi 10 évben bekövetkezett globális változásoknak köszönhetõen felesleges kapacitás keletkezett. Ahhoz, hogy munkával tölthessék meg az üzemeket, fokozni kell a versenyképességet. Ez az intenzív verseny csak a jól gépesített öntödéknek kedvez, amelyek nagy tételben, minimális költségekkel képesek gyártani, vagy az olyan öntödéknek, amelyek minimális szakképzettségû, kis költségû munkaerõt alkalmaznak. Maradt azonban néhány olyan terület, ahol a kisebb, hagyományos öntödék is versenyképesek lehetnek, ilyen például a precíziós öntvények gyártása. Csehország helyzete egyedülálló ezen a területen, mivel az ország rendelkezik a szükséges szaktudás és képesség jó részével ahhoz, hogy kihasz-

nálhassa a precíziós öntészet elõnyeit. Brnoban két öntöde, a Roucka Slévárna, a.s. és a Krlálovopolska Slévárna s.r.o. alkalmazza az Unicast® kerámikus formázási technológiáját a meglévõ lehetõségeik fejlesztése érdekében, remélve, hogy bõvíthetik a piacaikat, és új üzleteket szerezhetnek. Míg precíziós öntvényeket hagyományos homokformázó technológiákkal is lehet készíteni, azok olyan jelentõs szaktudást és berendezéseket igényelnek, amelyek a hagyományos öntödékbõl hiányoznak. A legjobb lehetõség a nagyjából megfelelõ pontosságú öntvény, de olyan felülettel, amely még nagymértékben finomítandó. A homokformában készített öntvénynek nincs olyan felülete, amilyen egy tipikus viaszmintás precíziós öntvénytõl elvárható. A precíziós öntés jelentõs hátrányokkal is jár, amelyek nem teszik von-

zóvá a használatát. A hagyományos öntödét át kell alakítani, és az új berendezés beszerzése igen költséges. A viaszmintás precíziós öntés annyira különbözik a homokformázástól, hogy rendszerint a munkaerõ teljes átképzése szükséges. Végül, a precíziós öntvények méretbeli korlátozásai elrettentik azokat az öntödéket, amelyek sokkal nagyobb öntvények öntéséhez szoktak hozzá, és erre vannak berendezkedve. A megoldás egy olyan öntési eljárás, amely a hagyományos homokformázó módszerek és a viaszmintás precíziós öntés között félúton helyezkedik el. Ennek a neve: Unicast keramikus formázó eljárás (The Unicast Ceramic Molding Process®). A keramikus formázást, amely Shaw-eljárás néven vált ismertté, Shaw fejlesztette ki az 1940-es években. Ez a módszer hagyományos öntõmintákat használt, va-


23

1. ábra. A keramikus formázásban a Unicast által véghezvitt fejlesztés révén, a huzalos megerõsítés ma már a múlté. A képen látható, Roucka Slévárna-ból származó magot korábban Shaw-eljárással készítették, de most, a Unicast eljárást használva, már nem szükséges hozzá a huzalos erõsítés.

2. ábra. Furánkötésû homokformába helyezett Unicast keramikus mag a Roucka Slévárnanál. A két technológia kombinációja lehetõvé teszi precíziós belsõ üreg elkészítését azokban az esetekben, amikor kívül nincs szükség nagy pontosságra. Különös fontosságú a mag szélén körbefutó nyitott vágat. Mérete megközelítõleg 8x10 mm és 80 cm hosszan húzódik végig. A kész öntvény tömege 105 kg .

lamint felsõ és alsó formafeleket alkalmazott. Homok helyett finom, tûzálló keveréket használtak, amelyet, mint gyorsan kötõ öntõpépet, ráöntöttek a mintára. Bár nehéz vele dolgozni, és nagyon speciális szaktudást igényel, ideális kompromisszumot jelent a homokformázás és a viaszmintás precíziós öntés között. A Roucka Slévárna, a.s. és a Královopolská Slévárna s.r.o. sok éven át alkalmazta ezt a technológiát szivattyú- és szelepöntvények gyártásához. Nemrég mindkét vállalat fejlesztette keramikus formázási technológiáját, és a Shaw-eljárásról áttért a Unicasteljárásra. A nagyobb pontosság és a könnyebb mûveletek iránti növekvõ igény vezetett oda, hogy a Unicast kifejlesztette ezt a

24

ÖNTÉSZET

sokkal korszerûbb technológiát. Az új módszer, amelyhez elegendõ a hagyományos jártasság minimuma, nagy hangsúlyt fektet a formázás megkönnyítésére. A méret vagy a használandó ötvözetek köre kevéssé megkötött, az alumíniumtól kezdve, a rézalapú ötvözeteken és a vason át, a legtöbb szén-, rozsdamentes és szerszámacélig mindenféle anyagból készítenek öntvényeket. A méret nem korlátozott. Öntöttek már nagy öntvényeket, így hajócsavart is, bár jellemzõbb a 10-100 kg közötti termékek gyártása. Energiatakarékos járókerekek A Unicast az eredeti Shaw-elven túlhaladva fejlesztette tovább a keramikus formázást, bonyolultabb magokkal és más alkalmazásokkal. Gyakran olyan öntvényekre van szükség, amelyek külsõ felülete másodlagos jelentõségû, a belsõ felületeknek azonban simának és rendkívül pontosnak kell lenniük. Tipikus példái ennek a járókerekek, valamint számos szivattyúés szelepházöntvény. Nagyban növeli a szivattyúk hatékonyságát, ha a járókerék lapátnyílása különleges tervezési tényezõk szerint, nagy alakpontossággal és igen jó felületi minõséggel készíthetõ. Az erõteljesen növekedõ energiaköltségek és a hatékonyabb szivattyúk elõállításának szükségessége miatt az utóbbi idõben ugrásszerûen megnõtt az igény az ilyen kiváló minõségû járókerekek iránt. Már 2%-os energiamegtakarításnak is nagy hatása lehet a szivattyú mûködésének általános költségeire, és a tervezõk mindenféle megtakarítás lehetõségét keresik. A kisebb járókerekek viaszmintás precíziós öntését mindig is lehetséges megoldásként tartották számon a tervezõk. A viaszmintás eljárással öntött járókerekek költségei miatt azonban ez csak a legdrágább szivattyúknál volt alkalmazható, és egyáltalán nem jelentett alternatívát, ha nagyobb járókerekekre volt szükség. Napjainkban egyre több szivattyúgyártó szerez tudomást arról, hogy az olyan szakosodott öntödék, mint a Roucka Slévárna és a Královopolská Slévárna képesek járókerekek precíziós öntésére, úgy, hogy nagyobb szabadságot biztosítanak a tervezõk részére, a viaszmintás öntésénél kisebb költséggel. Az esetek nagy részében a szivattyútervezõk többet foglalkoznak a járókerék belsõ, maggal kialakított részeivel, hiszen a külsõ felületeket rendszerint úgy-

is meg kell munkálni a dinamikus kiegyensúlyozás érdekében. A keramikus formázással dolgozó, sokoldalú öntöde elõ tud állítani olyan kerámiamagokat, amelyek behelyezhetõk egy hagyományos homok öntõformába ). Amikor nagyobb pontosságra és igényesebb felületkiképzésre, vagy nagyobb mennyiségre van szükség, az öntöde a felsõ és az alsó formafelet, valamint a magot is kerámiából készítheti Annak ellenére, hogy drága, a viaszmintás precíziós öntés mindig lehetõség marad a kisebb darabok esetén, nem jelent viszont választási lehetõséget, amikor nagyobb öntvényekre van szükség. Ez elsõsorban a nagy viaszmintáknak tulajdonítható, amelyek hõtágulásuknál és tömegüknél fogva gondot okozhatnak. Továbbá, a nagyobb öntvények mennyisége rendszerint nem fedezi a nagyméretû viaszminták készítéséhez szükséges nagy szerszámok készítésének költségeit. Mivel a Unicast-eljárás nem igényel viaszt, a minták házon belül, sokkal merevebb anyagokból, pl. fából és mûanyagokból is elkészíthetõk. Ezek az öntõminták lehetõvé teszik a precíziós öntés nagyobb és bonyolultabb darabokhoz való alkalmazását is. Nemcsak a költségek csökkennek, hanem az átfutási idõ is, mivel a teljes mûveletsor az öntödén belül ellenõrizhetõ. A Unicast-eljárás A Unicast-magokat úgy alakítják ki, hogy gyorsan szilárduló tûzálló iszapot öntenek a magszekrénybe. Az iszapot igény szerint készítik, egyszerû keverõgéppel: osztályozott, száraz kerámiát vegyítenek folyékony, szerves szilikát kötõanyaggal. Az egyedi forma vagy mag kívánt szilárdságától, áteresztõképességétõl és felületkialakításától függõen számos kerámiakeverék és kötõanyag választható. A Unicast-mag készítéséhez használt magszekrények gyakran nagyon egyszerûek, és rendszerint ugyanolyanok, mint amilyeneket az öntészetben a hagyományos homokmagokhoz használnak. A kész mag minõsége természetesen nem lehet jobb, mint a magszekrény, amelyben készült, amit figyelembe kell venni a magszekrények kiválasztásakor. Az a magszekrény, amelyet erõsen elhasználtak a homokformázó öntödében, kerámiaöntésre már valószínûleg alkalmatlan. Ahol ez megvalósítható, a magszekrényeket kife-

jezetten ehhez az eljáráshoz kell készíteni. Az epoxi anyagok lehetõvé teszik a legegyszerûbb konstrukció alkalmazását. A magszekrény lapátjai lehetnek rögzítettek vagy kivehetõk, egyedi konstrukciójuktól és az eltávolítás módjától függõen. A kiemelhetõ lapátokat rendszerint epoxi anyagokból készítik, napjainkban azonban folyamatosan növekszik a viaszlapátok használata is. Az ívelt lapátok viaszból történõ kialakítása által a részekbõl álló magszekrény egyszerû magszekrénnyel helyettesíthetõ, amellyel egy darabból álló magok készíthetõk. A viaszlapátok az eljárás következõ lépésében, a hõkezelés során, kiolvadnak. Így elkerülhetõ a nagy odafigyelést és idõt igénylõ eltávolítás, amely a szokásos, kivehetõ fém- vagy mûanyag lapátok esetén elkerülhetetlen. Nemcsak a magszekrény elõállítása olcsóbb, hanem a magok is pontosabbak, mivel a több részbõl álló magok szerelésével és egymásba illesztésével járó nehézségek teljesen kiküszöbölhetõk . Az öntõiszap rendszerint öt percen belül megszilárdul és kézzel vagy egyszerû leemelõ készülékkel eltávolítható. A minta vagy a magszekrény eltávolítása után a kerámiát vegyi úton stabilizálják, majd lánggal kezelik. Ezt gyors hõkezelés követi, rendszerint kb. 1000°C-on, kemencében. Az öntendõ ötvözetektõl függõen a forró maggal, közvetlenül a kemencébõl történõ kivétel után is lehet önteni, vagy a mag lehûthetõ alacsonyabb hõmérsékletre

További alkalmazások A korai mûanyag szerszámok leginkább acélötvözetekbõl készültek, napjainkban azonban növekvõ mértékben használják a berillium-réz és hasonló, nagy szakítószilárdságú bronzötvözeteket. A berilliumréz kiválóan önthetõ, és jó hõátadó képessége gyorsabb ciklusokra ad lehetõséget a mûanyag-alakítási mûveletben. Jellemzõ példák az öntött, fa vagy bõr mintázatú fröccsöntõ szerszámok , amelyek felületeit lehetetlen lenne megmunkálással kialakítani. A legtöbb fahatású mûanyag bútort méretre öntött fészekben alakítják ki. A mûanyagok alakításához használnak például fúvószerszámokat is, különösen a mûanyag palackokhoz és profilos konténerekhez vákuumformázó szerszámokat. További alkalmazások a poliuretán és a polisztirolhabokhoz használatos szerszámok; az üvegszálas formák; kalanderhengerek; sajtolószerszámok és magok. A nyomásos öntõformákat általában H13 melegszerszámacélból készítik minden ötvözet számára, kivéve a sárgarezet, amelyhez H19 vagy H21 minõségû szükséges. A hûtõvízcsatornák maggal kialakíthatók (bár az ilyen magok bonyolultak lehetnek), több részbõl álló betétekre azonban nincs szükség. A gyártás sebessége növelhetõ, mert a sorják és forró zónák kiküszöbölhetõk, az elhasználódott vagy sérült fészkek pedig gyorsan cserélhetõk.

4. ábra. Jellemzõ héjelrendezés járókerék elõállításához. A magot az alsó formahéjba helyezik, mielõtt a felsõ héjat rázárnák. A kerámiabeömlõt és a felszálló perselyeket külön alakítják ki, és összerakás után teszik a helyükre. Az önhordó héjformák minimális kerámiaigényûek és a tömeggyártáshoz ideálisak.

3. ábra. A Královopolskánál nagy járókereket öntöttek kombinált technológiával. A Unicast-magot Unicast-kerámiával burkolt samott formába helyezték. A kombinált technológia precíz belsõ felület és nagyon sima külsõ felület kialakítását tette lehetõvé, minimális mennyiségû kerámiát használva. Az elkészült járókeréköntvény 300 mm átmérõjû és a hidraulikus kiömlõnyílásai 6 mm-esek.

Kokillákat szerszámacélból vagy öntöttvasból öntenek végleges méretre, alumínium, magnézium, sárgaréz és öntöttvas öntéséhez. Szokásos alkalmazások a Stahl-, a Schmidt- és Eaton-öntõgépek, és az autóipari dugattyúöntõ gépek kokillái.

5. ábra. A Královopolskánál öntött, nagy Francis-turbina forgórész. A Unicast-eljárás lehetõvé teszi, hogy a precíziós öntést a viaszmintás öntéssel készíthetõknél jóval nagyobb alkatrészek esetén is alkalmazzák. Nem használnak viaszt, sem viaszsajtoló szerszámokat, így az öntöde a gyártási folyamat minden aspektusát ellenõrizheti és sokkal rövidebb idõ alatt készítheti el a nagy precíziós öntvényeket.


25

6. ábra Járókerékmag és magszekrény a Královopolská-ban. A hajlított lapátok viaszból készültek, ami lehetõvé tette bonyolultabb ívek és egyszerûbb, olcsóbb magszekrények készítését.

7. ábra. A Unicast-kerámiamag készítéséhez szükséges lépések áttekintése. Az elkészült mag teljesen semleges, és gyakorlatilag bármilyen ötvözethez megfelelõ.

8. ábra. Élethû bõrrajzolat acélszerszámban. A képen látható darab kerámiaformájának elõállításához valódi bõrt használtak. Az üreget nem szükséges megmunkálni.

Egy újabb keletû fejlesztés lehetõvé teszi sárgaréz alkatrészek méretre öntött berillium-réz kokillában történõ öntését. A berillium-réz jó hõvezetõ képessége biztosítja az öntések közötti hûtést, nagyobb gyártási sebességet eredményez és növeli a kokilla élettartamát a vastartalmú öntõformákhoz képest. Nagy mennyiségû kovácssüllyesztéket gyártanak tömör kerámiaformákban. Az USAbeli autógyártók sok ilyen szerszámot használnak. Az eljárás más sikeres alkalmazásai a préskovácsoló, melegsajtoló, a kovácshengerlõ, a hideg- és melegzömítõ, a sorjázó és a nagy energiájú alakítószerszámok. A nagyobb acélextrudálók tömör kerámiaformában gyártott extruderszerszámokat használnak. Az egyszerû kerámiaforma olcsó szerszámozást tesz lehetõvé, ahol a nyílásokat pontos méretre, áramvonalas alakkal és kilépõnyílással öntik. A szerszámokat be lehet olvasztani, és újra lehet önteni. Ez a módszer alkalmazható az extrudálószerszámokra, az alakos sajtolószerszámokra, valamint az egzoti-

26

ÖNTÉSZET

kus ötvözetektõl a mûanyagokig mindenfajta anyag szerszámaira. A tömör kerámiaformáknak azon adottsága, hogy a szûk tûrések reprodukálhatók, és rendkívül jó, felületi hibáktól vagy kemény kéregtõl mentes, sima felületû, vas- és kopásálló acélöntvények készíthetõk velük, ideálissá teszi az eljárást

héjformák és magszekrények gyártására. Széles körben használatosak fémmintás berendezésekhez az autóiparban, például Disamatic-mintákhoz, héjformázókhoz és homokrepítõ mintákhoz. Megmunkálás egyáltalán nem, vagy csak kis mértékben szükséges, és az eredeti minta minden körvonala könnyen reprodukálható.

SZAKOSZTÁLYI HÍREK Az OMBKE öntészeti szakosztálya és a MÖSZ 2005. október 9-11. között, Balatonfüreden rendezte A 18. MAGYAR ÖNTÕNAPOKATAT. Részletes információ: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Helyreigazítás A BKL 2005. évi 4. (közös) számának 51. oldalán kezdõdõ cikk – „Újabb keletû tévedések a selmeci hagyományok területén” – sajnos hibásan jelent meg (belsõ borító). Az ábra ábrázolja, hanem a – cikkben szintén említett – Pöschl Edének adományozott címert.

(sajnos csak fekete-fehér kivitelben, de mivel ebben nem szerepelnek a gyíkok, a téma szempontjából ennek most nincs jelentõsége). A képcsere miatt tisztelt olvasóink szíves elnézését kérjük.

MÛSZAKI-GAZDASÁGI HÍREK

Magyarország öntvénytermelése 2004-ben A Magyar Öntészeti Szövetség a hazai öntödék által szolgáltatott adatok alapján készítette el a statisztikáját a 2004. évi öntvénytermelésrõl. Az adatgyûjtés, néhány adatszolgáltató késedelme miatt, néhány helyen elhanyagolható becslést tartalmaz. A tavalyi vasöntvénytermelés a 2003. évihez képest összességében némi növekedést mutat. A lemezgrafitos vasöntvénytermelés szerényen (50304 tonnára), növekedett és a gömbgrafitos vasöntvények termelése a beérkezett adatok szerint valamelyest szintén nõtt (18206 tonnára). Hazánk legnagyobb vasöntödéje, a 15 ezer tonna felett gyártó Euro Metall Kft., amely fõként vasúti fékalkatrészeket gyárt. A legjelentõsebb gömbgrafitos vasöntvénygyártó továbbra is a zöldmezõs beruházásban épült WESCAST Hungary Autóipari Rt., amely 2001-ben indította az öntvénytermelését, és megmunkált turbinaházat, kipufogócsonkot és integrált turbinaházat gyárt például a Ford, a Volkswagen és a Peugeot számára. Mindössze néhány vasöntöde tudta a termelését jelentõsen (15% körül) növelni, a többiek által gyártott mennyiség stagnálást vagy csökkenést jelez. Tem-

peröntvényt egy öntöde gyártott, de a termelt mennyiség tovább csökkent. A 2004. évi acélöntvény-termelés adatai összességében 5%-os növekedést mutatnak 2003-hoz viszonyítva. Ugyan a gyártott ötvözetlen acélöntvények mennyisége csökkent, de ezt a visszaesést kompenzálta az ötvözött acélöntvények mennyiségében elért növekedés. Az 5246 tonnás összes hazai acélöntvény-gyártásból 514 tonnával részesednek a precíziós öntödék. Az alumíniumöntvény-termelés már megszokott növekedése 2004-ben tovább folytatódott, bár üteme 7,6%-ra lassult a néhány évvel tapasztalt csaknem 20%-oshoz képest – ez állapítható meg az alumíniumöntödék által közölt adatokból. Ezzel a hazai alumíniumöntvény-termelés elõször haladta meg a 70000 tonnát (71938 tonna). Érdekes, hogy a 2003. évitõl eltérõen, inkább a nagyvállalatok tudták nagyobb mértékben bõvíteni teljesítményüket. 2004-ben kilenc öntöde gyártott 1000 tonna feletti mennyiséget, közülük háromnak a termelése meghaladja a 10.000 tonnát is (Hydro Alumínium Gyõr Kft., Le Belier Magyarország Formaöntöde Rt. és SUOFTEC Kft.). Az említett kilenc öntöde a hazai alumíniumöntvény-kibocsátás csaknem 87%-

át tudhatja magáénak, csaknem mindanynyian az autóipar számára gyártanak különbözõ alkatrészeket. A 2004. évi termelési adatok alapján Magyarország legnagyobb alumíniumöntödéje a Le Belier Magyarország Formaöntöde Rt. lett, átvéve a vezetõ pozíciót a keréktárcsát gyártó SUOFTEC Kft.tõl. Technológiák szerinti bontásban, a legnagyobb ütemben a kokillaöntödék termelése nõtt, átlagosan 14,5%-al, ezzel a megtermelt mennyiség 31394 tonnára nõtt. A nyomásos öntödék összességében 1000 tonnával növelték a termelésüket, 40238 tonna öntvényt gyártva. A homokformába öntött öntvények mennyisége ismét nõtt valamelyest, 306 tonnát tesz ki. Ebben a körben csak kis- és középvállalkozások mûködnek. A nehézfémöntödék adatai alapján a hazai nehézfémöntvény-termelés 2004-ben összességében 8%-kal haladta meg az egy évvel korábbit, 5263 tonnát tesz ki. A rézalapú öntödék teljesítménye kissé csökkent, a cinköntödék termelése viszont 18%-kal nõtt, és meghaladja a 3000 tonnát. Az egyes öntödék teljesítménye között ezen a területen is jelentõs eltérések vannak. 

A magyar öntészet üzleti lehetõségei Kínában Kínából olcsó, és egyre gyakrabban fejlett technikát és nagy szakmai tudást igénylõ öntvények is áramlanak a piacra, élezve a versenyt. Európából számos cég az öntödei termelését Kínába helyezte, és az ott gyártott termékekkel látja el a vevõit. A kínai árszínvonal jóval alacsonyabb az európainál. Az öntödékben a dolgozók átlagos jövedelme a magyarországinak a 3040%-a. A bérhez kötõdõ egyéb költségek 35-45%-kal, az energiaköltségek 15-20%kal kisebbek. Az áfa 17%-os, a nyereségadó 15%-os. A személyszállítás költsége az európainak 1/5 része, az áruszállításé mintegy a fele. Az exporttermékek után nem kell megfizetni az áfát. A vegyes vállalatok 3-10 évre adómentességet, kedvezményes ingatlanbérleti, illetve -vásárlási lehetõségeket, munkahely-létesítési és számos más

támogatást vehetnek igénybe. A kínai fizetõeszköz, az RMB (yüan) erõsen leértékelt. Az Öntészeti Világszövetség (WFO) adatai is azt mutatják , hogy Kína a világ öntvénytermelésébõl egyre nagyobb szeletet hasít ki, s ugyanakkor ezt mintegy negyedannyi bérköltség-ráfordítással éri el, mint a pl. az Amerikai Egyesült Államok. Kína gyors fejlõdése még további 15-25 évig jó üzleti lehetõségekkel kecsegtet. Az elmúlt öt évben a Kínában gyártott és értékesített személygépkocsik száma a 91-szeresére nõtt, és csaknem így nõtt a háztartási gépeké, a tehergépjármûveké, a mezõgazdasági gépeké is. A gazdálkodás feltételei egyre jobbak, a fiatalok képzése tömeges és magas színvonalú, nincs munkaerõhiány stb. Korszerû, ott ma még nem

gyártható termékekkel egy-egy európai-kínai vállalat eléri az európai árszínvonalat is. A magyar öntészet elsõ kínai exportjaként, a Hydro Alumínium Gyõr Kft. szállít hároméves szerzõdés keretében a Shenyang-i Brilliance Jinbei Automobil Co. Ltd. számára Kínában még új minõségnek számító ötvözetbõl készült hengerfejeket és más termékeket. A hazai öntészetnek eddig is volt képe a kínai lehetõségekrõl. Számos meghatározó jármûipari szállító, fõleg nyomásos öntöde tapasztalhatta a kínai termékek erõs versenyét. Kína messze a világ legnagyobb öntvénytermelõje. Ideje volt alaposabban megvizsgálni a kérdést, szakmai körutat tenni Kínában a tényleges helyzet, a reális elõnyök, kényszerek és a távlatok pontosabb megítélése céljából.


27

Öntvénygyártás (millió tonna) 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

USA Kína Japán Németo. India 1997

1998

1999

2000

2001

2002

1. ábra. A vezetõ öntvénygyártó országok termelésének alakulása 1997 és 2002 között

A Fémalk Rt. ilyen szakmai körutat készített elõ, amelynek részvevõje volt dr. Sándor József, a Fémalk Rt. tulajdonos ügyvezetõje, Megyesi Anna, a Fémalk Rt. projektvezetõje, Sándor Balázs öntõmérnök és dr. Hatala Pál, a Magyar Öntészeti Szövetség ügyvezetõje. Budapestrõl Shenyangba utaztunk. Hivatalos megbeszélést tartottunk a Kínai Öntészeti Szövetség Mérnökszövetsége és a Shenyangi Öntészeti Szövetség öntészeti kutatóintézetének alelnökével, magas beosztású vezetõivel, szakembereivel. Az öntészeti szövetségek fontos szerepet töltenek be a hosszú távú fejlesztés meghatározásában. Changchun városban megtekintettük a CFU Casting Company nyomásos alumíniumöntödéjét. Látogatásunk idején egy 2700 tonnás Bühler-öntõgép beüzemelése folyt. A használt ötvözetek: kínai, CY100A szabvány szerinti leg. 231; leg. 230; leg. 226. jelû sziluminok. ISO 9001 minõségirányítási tanúsítással, röntgengéppel, spektrométerrel, és az öntvények megmunkálásához korszerû CNC-gépekkel rendelkeznek. Sanghajban (17,5 millió lakos) meglátogattuk a Zhongding Co. Ltd., szingapúri – német vállalatot, üzleti tárgyalást folytattunk szakembereivel. Megbeszélésünk volt Ming úrral, a Sanghaji Öntészeti Szövetség alelnökével. Meglátogattuk a sanghaji Yadelin Non-Ferrous Metal Co., Ltd öntödét, amely kilenc éve van magánkézben, a létszáma 500 fõ, a területe 38.000 m2. A tevékenységi köre a tömbgyártástól a szerszámkészítésig terjed, de kiterjed az öntvénygyártás további mûveleteire is, a porfestést és a megmunkálást is beleértve. 25 öntõgépük van, 88–800 t záróerõvel. ISO-TS 16949 tanúsítással rendelkeznek, a kínai autógyárak elismert szállítói.

28

ÖNTÉSZET

A Ningbo Zitai Precision Machinery Co. Ltd. a tajvani Zitai PLC cég kínai vállalata. Fõleg nyomásos öntõgépeket, öntõszerszámokat valamint alumíniumolvasztó- és hõn tartó kemencéket gyárt. A Fémalk Rt. eddig nyolc öntõgépet vásárolt a cégtõl, és mûködésükkel évek óta meg vannak elégedve. Folyamatban van a kilencedik öntõgép szállítása. A Ningbo Electric Appliances Co. Ltd. nyomásos öntéssel és megmunkálással, szerszámkészítéssel, impregnálással és festéssel foglalkozik. A termelésük 10%-a cinköntvény, a többi alumínium. 15 öntõgépük van. Szállítói a svájci Bosch cégnek. A Ningbo Canada Metal (Pacific) Ltd. tajvani-kanadai vegyes vállalat, amely nyomásos öntéssel hajókhoz gyárt anódokat. Tárgyaltunk a Ningbo beruházási hivatala, a NETD (Ningbo Economic & Technical Development Zone Investment Cooperation Bureau) szakembereivel. Tájékoztattak bennünket a hivatal mûködésérõl, a Ningbo-terület ipari tevékenységérõl és elõnyeirõl, a külföldi beruházóknak nyújtott támogatásról. Információkat kaptunk az adókkal, az árakkal, a bérleti díjakkal, a fizetésekkel és más kérdésekkel kapcsolatban. Ismertetõket adtak át a vegyes

100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0%

vállalatok Ningbo ipari parkba telepíthetõségének szabályairól. Megtekintettünk bérelhetõ üzemcsarnokokat, tárgyaltunk az üzemeltetésrõl, a javasolt árképzésrõl, a lehetséges piacokról. Áttekintettük a vegyes vállalatok mûködéséhez szükséges üzleti tervkészítést, az alapító okiratokkal szembeni követelményeket, az engedélyeztetési eljárásokat. Az összes meglátogatott üzem hatalmas csarnokokkal rendelkezik, a berendezéseik korszerûek, bár nem teljesen automatizáltak. A legalább ISO 9001 szerinti tanúsítás általános. A minõségellenõrzéshez spektrométer, röntgen- és egyéb vizsgálóberendezések állnak rendelkezésre. Mégsem jellemzõ az európai színvonal és rendezettség, az üzemek gyakran piszkosak, rosszul világítottak, és szembetûnõen nagy az élõmunka-ráfordításuk. Feltûnõ, hogy a többféle tevékenységet (öntés, megmunkálás, festés, szerelés) végzõ cégeknél az öntészeti tevékenység megbecsültsége a legalacsonyabb. A városokban nagyarányú, gyors építkezés folyik. Mindenütt széles, korszerû sztrádákon lehet autózni. Hatalmas felhõkarcolók, gyárépületek tömege nõtt és nõ ki ma is a földbõl. Kínának a kettõs arca ma is látható: a toronyépületek között kis, romos épületek állnak, a fõ közlekedési eszköz a kerékpár, közkedveltek a riksák… Az üzleti útnak kettõs célja volt. Egyrészt elõkészítette a Fémalk Rt. esetleges kínai vegyes vállalatának létrehozását, másrészt segítette, hogy a MÖSZ ügyvezetõsége felkészüljön arra, hogy a jövõben szakértõként segíthesse tagvállalatai és a magyarországi öntödék, valamint más, magyar-kínai vegyes vállalatot alapító befektetõk munkáját. 

Költségelemek az összköltség %-ában Egyéb Anyag Munka Energia Más változó Rezsi Amortizáció USA

Mexikó

Brazília

Kína

2. ábra. Az öntvénytermelés költségeinek összehasonlítása az USA és néhány elõretörõ ország esetében

:

MORANDININÉ HARRACH ÁGNES

un

i görök g r

Minden ország rendkívül büszke rá, ha egy-egy nevezetessége, természeti szépségû tája az UNESCO világörökségének részévé válik. Svédországban jelenleg 13 objektum kapta meg a „világörökség része” kitüntetõ címet. Ezek közül több a bányászathoz kapcsolódik. Talán Svédország nevének hallatán legtöbb embernek a svéd acél jut eszébe, de a világörökség kitüntetetõ címet mégis egy sok száz éves történelemmel rendelkezõ rézbánya nyerte el, amely egyúttal a világ elsõ mûszaki múzeuma volt . Maga a bánya prózai egyszerûséggel a Kopparberget (=Rézhegy) névre hallgat. Történetének kezdete elvész az idõ homályában. A legenda szerint egy Kare nevû

br

e

Falun, a réz fõvárosa

kecskebak vörösre színezõdött szõrrel tért vissza kóborlásából, s így õ a hõs felfedezõ. A kecskebak figurát ma minden lehetséges formában és változatban árulják. A bánya helyén eleinte feltehetõleg egy mocsár volt, s az ókorban, akár már Kr.u. 500-tól termelték ki a fémet. 1288-ban már mint a birodalom számára jelentõs bányát említik, s körülötte jelentõs feldolgozóipar alakult ki. Az évszázadok során kinõtt mellette egy település, Falun, mely 1641-ben kapta a városi rangot Krisztina királynõtõl (aki attól vált híressé, hogy lemondott az akkor az evangélikus egyház fellegvárának számító királynõi méltóságról, s ráadásul áttért a katolikus hitre. Ez az évszázad botránya volt). Az akkor már kiemelkedõ, a svéd korona számára oly fontos település csak azért nem lett korábban város, mert a bányatulajdonosok ellenálltak. Gazdasági érdekeltségüknek a nagyobb önállóság, és nem a városi rang kedvezett.

br

Falun Svédország térképén

br Christopher Polhem (J.H. Scheffel olajfestménye)

9

8. ábra. Részlet a faluni rézbányából 4. ábra. Polhem által szerkesztett, rekonstruált vízikerék

5. ábra. Vízi kerékkel hajtott szivattyúrendszer a faluni bányából

6. ábra. A szivattyúrendszer épületében van a kis harangocska

7. ábra. Kamrabiztosítás a faluni rézbányában

30

FÉMKOHÁSZAT

Egy 20 km sugarú körben kisebb feldolgozóüzemek sora született. Miért pont 20 km-re? Akkoriban úgy fejtették az ércet, hogy éjszaka tüzet raktak a vágatokban. A felforrósodott kõzet megrepedezett, s másnap, miután kicsit elszállt a füst, ezt kalapálták, s rettenetes fizikai munkával bontották a kõzetet. Egy ember havonta egy métert haladt. Elképzelhetõ mekkora füst volt, ha lakni csak 20 km-re lehetett. Korabeli utazók szörnyû állapotról számoltak be. Füst, salakhegyek, korom, fojtó levegõ. Akkor még nem volt környezetvédelem. A bányában az akkori rossz munkakörülmények miatt sok volt a halálos baleset. A leghíresebb áldozat Mats „Kövér” Israelsson volt, aki 1677-ben lett a bánya áldozata, és 1719-ben teljesen konzervált állapotban találták meg holttestét (a vitriol tehát nemcsak a humor fûszerezésére alkalmas). Ez a rézbánya Svédország és Európa gazdasági életében kiemelkedõ és meghatározó szerepet játszott a XVII-XVIII. században. A világ legnagyobb rézbányája, s egyben a szintén svéd Sala mögött a második legnagyobb ezüstbányája volt. Több mint 1200 bányász termelte ki az ércet. Ez idõ tájt Svédország folyton és szinte mindenkivel hadban állt, s ez pénzbe került, sok pénzbe. 1650-ben több mint 3000 tonna nyersrezet adott a bánya, s akkoriban 6000 lakosával Falun volt Stockholm után Svédország második legnagyobb városa, s több mint egy évszázadon át egyik legnagyobb munkahelye . Ekkortájt ez a bánya adta a világ réztermelésének kétharmadát. Európa számtalan épületét innen származó rézlemezekkel fedték be, talán a leghíresebb a Versailles-i kastély. Svédország rézbányászatának fénykora egybeesett az ország nagyhatalmi korszakával. A XVII. században mind politikai, mind gazdasági kapcsolatok létrejöttek Svédország s az akkor független Erdély között. Sokat nyomott a latban, hogy mindkét ország protestáns volt. Svédor-

9. ábra. A Stora stöten (Nagy gödör)

szág akkori zseniális kormányzója, Axel Oxenstierna komoly gazdasági együttmûködési tervet szõtt a két réz-nagyhatalom között, tulajdonképp egyfajta monopóliumot akart létrehozni II. Rákóczi György uralkodása idején. Aztán fordult a történelem kereke, a politikai kapcsolatok érdektelenné váltak, s ez a szövetség sem jött létre. A bánya hatalmas mérete különleges technikai megoldásokat tett szükségessé. Szerencsére Svédországban sohasem volt hiány kiváló feltalálókban, és Christopher Polhem éppen jókor született, hogy a már akkor is híres és kiemelkedõ bánya termelését tovább növelje. 17001716 között állt a bánya alkalmazásában, a számára felállított „ezermester mûvész” munkakörben. Több száz fifikás szerkezettel, leleményes technikai megoldással lendítette fel a termelést. A már életében Európa-szerte híressé vált feltalálót I. György angol király és Nagy Péter orosz cár is szerette volna udvarába édesgetni. Polhemnek az élet minden területén számos találmánya volt, bonyolult órákat javított és készített, XII. Károly svéd király felkérésére õ kezdett bele a Svédországot átszelõ, híres Göta-csatorna megépítésébe. Hogy ez megvalósuljon, s hogy a király nagy számú haditervét újabb és újabb hétköznapi találmányokkal is segítse (például hordozható gabonamalom), XII. Károly a feltalálót nemesi rangra emelte. Polhem számtalan zsilipet, víz-emelõszerkezetet készített, bányákban alkalmazható szállítószerkezetet tervezett, de készített félautomata grillforgató szerkezetet is, „zárat” a boroshordókra, nehogy a gazda tudta nélkül csapolják azt meg. Az óriási vízhajtású Polhem-kerék egyfajta futószalagot mozgatott, amely lehetõvé tette a kibányászott érc folyamatos felszínrehozatalát. Több ilyen kerék rekonstruált állapotban, a helyszínen még ma is látható. Svédország-szerte még ma is számtalan Polhem-kerék látható. Ezek vízi ener-

giával mûködtették a bányák érckiemelõ „futószalagjait”. Még ma is látható ezen a környéken ennél nagyobb kerék is, a Ludvika . Sokak által ismert találmánya a Polhem-zár, ami az általunk ismert biztonsági zár talán elsõ változata. Mint a legtöbb bányában, itt is sok probléma volt a vízbetörésekkel. Folyamatos szivattyúzásra volt szükség, de így is mindig féltek a fejtésben dolgozó bányászok. Nyugodt munkakörülmények csak akkor lettek, mikor a szivattyú egy kis harangot is mozgatott. Amíg hallani lehetett a harangszót, mindenki nyugodtan folytathatta munkáját, zavartalanul mûködött a szivattyú. Ez a rendszer még ma is mûködik, tehát a látogatók is hallhatják (és izgatottan figyelik) a harangocska hangját. , amelynek épülete ma is áll Ilyen nagy méretû bányában hihetetlen mennyiségû és méretû falazásra, vágatbiztosításra volt szükség Ehhez, no meg a tüzeléshez természetesen „elfogyasztották” az egykori erdõrengeteget. Ebben a bányában található egy XVII. századi, az akkori világ legnagyobb faszerkezete. Ez a 208 m magas, fagerendákból ácsolt aknabélelés, képezi a függõleges akna biztosítását. Ebben az aknában engedték le hatalmas kosarakban a munkásokat, a szerszámokat, kellékeket. A lovaknak külön lépcsõt építettek, úgy látszik, nem szerettek liftezni. Nem is csoda, hiszen a munkásokat is úgy engedték le egy kosárban, hogy heten szorongtak, s így is csak annyi helyük volt, hogy egy lábbal álltak a kosárban, másik lábuk és a motyójuk kinn. Nyilván görcsösen kapaszkodtak a kötélbe. Nos ez a híres „fafalazat” is részben áldozatul esett a bányában bekövetkezett legnagyobb szerencsétlenségnek, ami a csodával határos módon nem követelt emberáldozatot. 1687. június 25-én délután irtózatos robajjal beomlott a két nagy bányagödröt elválasztó kõzetfal, s kialakult az azóta híressé vált „Nagy gödör”, a Stora stöten (95 m mély, 400 m hosszú és 350 m széles . A bányában hagyományosan folyamatos volt a termelés, az év minden napján dolgoztak kivéve karácsony és Szent-Iván éj napját. S, mint a dátumból látható, a bányaomlás pont a nyárközép ünnepére esett. Az addig mélymûvelésû bányában ezt követõen külfejtéssel is folytatták a kitermelést. A bánya termelése és Svédország gazdasági életében betöltött szerepe ugyan

folyamatosan csökkent, mégis évszázadokon keresztül folytatódott. Végül 1992 decemberében bezárták, „kifogyott” belõle az érc. Ugyanis nemcsak rezet bányásztak, hanem aranyat, ezüstöt és piritet is. A bánya legmélyebb pontja 400 méter, 33 km járatot vágtak benne, ebbõl természetesen csak egy töredékrész látogatható. A faluni rézbányának két nagyon híres mellékterméke is volt. A svédek ezeket automatikusan a városka nevéhez kapcsolják. Az egyik talán még érthetõ: a rézbányászat melléktermékeként készítik még ma is a vörös színû festéket, amitõl a svéd faházak jellegzetes színüket kapják. Dekoratív hatásán kívül kiválóan konzerválja a faházakat, ma is 80 év garanciát vállalnak rá. Svédországnak ezen a részén nem ritkaság a 300 éves, kiváló állapotban lévõ faház . Hol találjuk ennek párját? A hatvanas évek „modern” festékei egy idõre kiszorították ezt az ósdinak tûnõ falusias festéket, de miután az új házak faanyaga 20-30 év után pusztulni, s már korábban is penészedni kezdett, a svédek újra visszatértek a jól bevált, õsi festékhez. Falun másik híres terméke, a szafaládénkhoz hasonló felvágott – meglepõ módon – szintén a bányászat „mellékterméke”. A már korábban említett 208 méteres aknába kötélen engedték le a munkásokat is szállító kosarat. Ekkora aknába nyilván legalább ilyen hosszú kötél kellett. S bármibõl készítették is, nem volt tartós. Végül a marhabõrbõl készült kötél vált be, de hány marhát kellett ehhez levágni? No és mi legyen a levágott állatok húsával, csak nem veszhet kárba? Aztán rájöttek a megoldásra. Falun mint a világörökség része egy teljes komplexum. A rézbányán kívül, ahova negyedóránként indulnak svéd és angol nyelvû vezetések, meg lehet tekinteni a bánya körüli ipari épületeket, a festékgyárat, sétaúton körbe lehet járni a híres Nagy gödröt, s közben egyszerû információs táblák tájékoztatják a turistát a látott ipari létesítményekrõl. Természetesen van egy bányamúzeum is . Itt a környék geológiai felépítésével, a különbözõ kõzetekkel, ércekkel, a bánya történetével lehet ismerkedni, s láthatóak Polhem híres mûszaki megoldásainak makettjei, rajzai is. Egy sor szerkezet makettjét ki lehet próbálni. A múzeumban külön érmegyûjtemény is található, hiszen sokáig a bánya adta a svéd váltópénz alap-

10. ábra. A Stora stöten (Nagy gödör)

11. ábra. „Faluni vörös” festékkel bevont bányászházak Älvsborgban

12. ábra. A múzeumbánya lejárata a bányában kitermelt ércek szimbólumaival

13. ábra. Forgómozgást alternáló mozgássá átalakító szerkezet Polhem mechanikai ABCjébõl


31

15. ábra. Makett a múzeumban: a XVII. sz.ban a bányászat nehéz kézi munka volt 14. ábra. Fogaskerekek gyártására szolgáló szerkezet

anyagát. Itt készültek a XVII. században a világ legnagyobb pénzének számító tíztallérosok, egy darab 1644-ben készült „érme” 19,71 kg-os, s ezzel természetesen helyet nyert a Guiness-rekordok könyvében is. A világörökség része maga a városka és a távolabbi körzet egykor idetartozó feldolgozóüzemei is. Mindenrõl jól illusztrált prospektusok, leírások, térképek állnak az érdeklõdõk részére, s a

helyszíneken ugyanilyen jó az információszolgáltatás. 2005 tavaszán még egy külön épületet is felavattak a még jobb tájékoztatás céljából, amely a Világörökség háza nevet kapta. Itt rövidfilmeket lehet megtekinteni a nagyvilág világörökségei címmel kitüntetett egyéb objektumokról, interaktív módon felnõttek és gyerekek egyaránt tájékozódhatnak a bányászat, ércfeldolgozás stb. rejtelmeirõl. Pompásan telik a várakozási idõ, hiszen a bányába való lejutásra szinte mindig várni kell.

Polhem szemléltetési célból egy „mechanikus ábécét”, készített, amely különféle, oktatás céljára szánt modellek sorozata. A a forgómozgást alternáló mozgássá átalakító szerkezet modelljét mutatja be. A bemutatott szerkezet órák fogaskerekeinek gyártására szolgáló gép, Polhem saját kutatólaboratóriumában, a híres Stjärnsundben készült (ma múzeum). A bánya mind régen, mind ma Svédország egyik kiemelkedõ nevezetességének számított és számít . Természetesen a híres tudós-botanikus, Carl von Linné is felkereste. Utazásai során, járt itt Frederika Bremen, s helyet kapott Selma Lagerlöf híres, magyar nyelven is megjelent meseregényében, a Nils Holgersson csodálatos utazásában, ami tulajdonképpen svédországi földrajzkönyvnek készült. Természetesen sorra felkeresték a svéd királyok is, hiszen a kincstár jelentõs javadalomra tett innen szert. Ma is turisták ezreit vonzza, talán egyszer a mi Gántunk is hasonló rangra emelkedik, geológiai érdekessége semmivel sem kisebb.

SZABLYÁR PÉTER

Ökoadó – avagy a környezetterhelési díj

Talán az elmúlt évtized egyik legjelentõsebb – és különös módon talán legrövidebb (7 oldal) – törvényeként fogadta el az Országgyûlés 2003. november 10-i ülése a 2003. évi LXXXIX. számú törvényt a környezetterhelési díjról. Egy 21. századi fejlett társadalom immunrendszerének mûködõképességét talán legjobban az példázza, hogy a környezet védelmérõl milyen szinten, milyen hatékonyan és eredményesen tud gondoskodni. Függetlenül attól, hogy a környezet védelme a 20. század második felére a túlnépesedõ világ kiemelkedõ jelentõségû, talán legfontosabb megoldandó problé-

32

FÉMKOHÁSZAT

májává vált, a felelõs globális gondolkodás aprópénzre váltása csak az egyes nemzetek tudatos környezetpolitikája következetes érvényesítése útján lehetséges. Annak ellenére, hogy a hazai jogalkotás évtizedes lemaradását igyekezve behozni – némi külsõ kényszerítõ körülmények hatására is –, számos alapvetõ tör-

vényt kodifikált, mégis hiányzott az a lépcsõ, amely a környezet védelmének általános szabályait tartalmazó „Környezetvédelmi törvény” (1995. évi LIII. törvény) és az abban foglalt célok megvalósításához elengedhetetlen anyagi feltételek biztosítását szolgáló állam és a környezethasználó közötti közös teherviselés jogi alapjait megteremti. Annak ellenére, hogy a hivatkozott 1995-ös alaptörvény 60. §-a már meghatározta a „Környezetterhelési díj” jogszabályi alapját, nyolc évnek kellett eltelnie az erre vonatkozó jogszabály megjelenéséhez. Nem titkolt célja a törvénynek a környezet terhelésének csök-

1. táblázat. A levegõterhelési díj egységdíja Levegõterhelõ anyag Egységdíj (Ft/kg) Kén-dioxid 50 Nitrogén-oxidok 120 Szén-monoxid 15 Szilárd anyag (nem toxikus) 30

kentése mellett az a szabályozási funkció sem, amely a befolyt díjakból támogatott terheléscsökkentõ beruházások révén gyakorolhat kedvezõ hatást a környezeti állapotokra, de fokozottan hangsúlyt kíván adni „a szennyezõ fizet” elv érvényesülésének is. A törvény lényegében kiterjed valamennyi környezethasználóra, és magában foglalja azokat az anyagokat, amelyek mérhetõ, vagy mûszaki számítással számszerûsíthetõ módon jutnak a környezetbe: a levegõbe, a felszíni vizekbe, ill. idõszakos vízfolyásokba és a talajba. Valamennyi esetben a környezetterhelõ anyag egységnyi kibocsátása után határozza meg a díjat, és körvonalazza azokat a területeket, amelyeknél nem áll fenn díjfizetési kötelezettség vagy részleges mentesség. Már nem lehet levegõnek tekinteni - a levegõterhelési díj A levegõterhelési díj esetében három gázra és a szilárd (nem toxikus) anyagokra terjed ki a törvény hatálya, változó egységdíjjal, amelyet az tartalmaz: Az évente kibocsátott szennyezõ anyag mennyisége és az egységdíj szorzata adja meg a fizetendõ díj nagyságát. Nézzünk egy gyakorlati példát a levegõterhelési díj nagyságrendjének szemléltetésére. Egy kisebb alumíniumöntödében évente 1200 tonna fémet olvasztanak meg (napi 6 tonnát) egy 2 tonna befogadó-képességû, földgáztüzelésû olvasztókemencében. Egy tonna fém megolvasztásához 150 m3 földgázt eltüzelve, évente 1.890 ezer Nm3 füstgáz képzõdik. Mindezek figyelembevételével a számítható levegõterhelési díj összegét a mutatja: A súlyozást néhány gáz halmazállapotú légszennyezõ anyagra az a felismerés is indokolta, hogy ezek antropogén emissziójának mértéke messze meghaladja a természetes emisszió mértékét. Néhány – a szabályozás hatálya alá nem esõ – szennyezõ esetében viszont a természetes emisszió mértéke nagyságrendekkel nagyobb (szén-dioxid, kén-hidro-

2. táblázat. Egy kisebb alumíniumöntöde számított levegõterhelési díja Füstgázösszetevõ NOx(NO2) CO SO2 Por

Koncentráció Emisszió Egységdíj mg/Nm3; kg/év Ft/kg 250 472,5 120 100 189,0 15 5 9,5 50 100 189,0 30 L e v e g õ t e r h e l é s i d í j: 65 680 Ft/év

Levegõterhelési díj (Ft) 56 700 2 835 475 5 670

3. táblázat. A szabályozás hatálya alá nem esõ emissziók Légszennyezõ anyag Kén-dioxid Szén-monoxid Szén-dioxid Kénhidrogén Ammónia

Antropogén emisszió (A) 160 380 14000 3 4

gén, ammónia), amint azt a jelzi: Mentes a díjfizetés alól a bejelentésre köteles lakossági, ill. közintézményi tüzelõberendezés üzemeltetõje, a nem ipari célú távhõtermelõ és szolgáltató, valamint az energetikai ipar rendkívüli helyzetben (üzemzavar vagy egyéb válsághelyzetben történõ kibocsátása). A levegõterhelési díj fizetésének bevezetése fokozatosan történik: 2004-ben 40%-át, 2005-ben 50%-át, 2006-ban 75%-át, 2007-ben 90%-át, végül 2008-tól 100%át kell befizetni. Számpéldánk esetében tehát ebben az évben az alumínium olvasztókemence üzemeltetése következtében mindössze 26.272 Ft-t kell fizetni (ez kevesebb, mint 100 kg hulladékalumínium átlagára!). Valamit visz a víz - a vízterhelési díj A vizeket terhelõ környezethasználó tevékenységének körülményeit az arra vonatkozó, ún. vízjogi engedély rögzíti. Az ebben foglalt mennyiségi és minõségi paraméterek alapján számítható a vízterhelési díj néhány további szempont figyelembevételével. Ilyenek: • a területérzékenységi szorzó, amely három kategóriát különböztet meg: A – a Balaton és vízgyûjtõ területe (T=1,4); B – az egyéb védett területek (T=1,0); C – általánosan védett vízminõség-védelmi területek (T=0,7) • az iszapelhelyezési szorzó, amely a területérzékenységi szorzó A, B, C területi kategóriáin belül a mezõgazdasági hasznosítástól az égetésen át a deponá-

Természetes emisszió (T) 10 50 140000 100 6000

A/T arány 16 7,6 0,1 0,03 0,0007

lás különbözõ módjáig 0,8-1,2-szeres mértékben növeli a díjat. • egyes – különösen veszélyes – vízterhelõ anyagok (szerves oldószerek, foszfor, nehézfémek) mennyiségével arányos tényezõ (Ft/kg). Ezek értéke a veszélyesség függvényében 90-220000 Ft/kg között változnak, utóbbi az összes higanyra vonatkozik. A levegõterhelési díjhoz hasonló fokozatosság érvényesül itt is azzal a különbséggel, hogy 2004. évben csak a teljes díj 30%-át, majd 2008-tól 100%-át kell befizetni. Mentesül a díj fizetése alól az a felhasználó, aki újrahasználja a vízmennyiséget (recirkuláltatja, pl. hûtés céljára), de nem terheli a befogadót. A törvény lehetõvé teszi, hogy a közüzemi csatornák üzemeltetõi a vízterhelési díjat a szolgáltatást igénybe vevõkre áthárítsák. Részben ezzel indokolták a fõvárosi szennyvízdíj drasztikus (36%-os) emelését ez év januárjától. A köbméterenkénti bruttó 186,42 Ft-ból az ökoadó 19,94 forintot „képvisel”. A szabályozás célját jól szemlélteti a , amely az egy lakosra jutó vízterhelési díjat hasonlítja össze egy korszerû, jó hatásfokú szennyvíztisztítás ill. szennyvíztisztítás nélküli körülmények között . A két szélsõ érték 11-szeres különbséget mutat! A talpalattnyi föld – a talajterhelés díj A talajok és a talajvizek szennyezésének korábban kevesebb figyelmet szenteltek. Évtizedeken keresztül a levegõ- és szennyvíztisztítás „melléktermékeit” (a


33

4. táblázat. Egy lakosra jutó vízterhelési díj korszerû víztisztító esetén Terhelõ anyag

Fajlagos terhelés kg/nap

Oxigén0,120 fogyasztás Összes foszfor 0,003 Össz. szervetlen 0,012 nitrogén Összesen

Tisztítási hatásfok %

Maradék terhelés kg/nap

Éves terhelés kg/év

Terhelési Éves díj Éves díj díj 2004-ben 2008-ban Ft/kg Ft/év Ft/év

92,0

0,00960

3,5

90

126,14

315,36

95,0

0,00015

0,055

1 500

32,85

82,12

77,5

0,0027

0,985

180

70,96

177,39

229,95

574,87

5. táblázat. Egy lakosra jutó vízterhelési díj szennyvíztisztítás hiányában Terhelõ anyag

Fajlagos terhelés kg/nap

Oxigén0,120 fogyasztás Összes foszfor 0,003 Összes szervetlen 0,012 nitrogén Összesen

Tisztítási hatásfok %

Maradék terhelés kg/nap

Éves terhelés kg/év

0

0,120

43,8

90

1 576,8

3 942,0

0

0,003

1,095

1 500

657,0

1 642,5

0

0,012

4,38

180

315,4

788,4

2 549,2

6 372,9

füstgáztisztítók által kiválasztott, koncentrált szennyezõnyagokat és a szennyvíziszapokat) a talajban kialakított lerakókban deponálták, újabb jelentõs környezeti károkat okozva. A mûtrágyák és a növényvédõ szerek mértéktelen használata és a szükséges védelem nélkül üzemeltetett hulladéklerakók felbecsülhetetlen károkat okoztak a talajokban. A talajterhelési díj egyik célja az, hogy ahol mûszakilag rendelkezésre áll közcsatorna, ott „ne érje meg” azt ne igénybe venni. Egységdíjának mértéke 120 Ft/m3, ami nagyságrendileg azonos azzal a díjhányaddal, amely a közcsatornával történõ szennyvízelvezetés ivóvízhez viszonyított többletköltségének átlaga jelent. Az egységdíj mértékét egy területérzékenységi és egy veszélyeztetési szorzó növeli. Míg elõbbi a terület érzékenységétõl függõen 1,0 és 5,0 között változik, addig a veszélyeztetési szorzó 23 féle szennyezõ-

Terhelési Éves díj Éves díj díj 2004-ben 2008-ban Ft/kg Ft/év Ft/év

anyag-hatás függvényében 0,0025-tõl 100,00-ig (ez a higany esetében) változik. Különös ellentmondást tartalmaz a vízés talajterhelési díj összefüggése az öszszegyûjtött szennyvizek tisztítása és elhelyezése kérdésében. Szélsõ esetben a szennyvizet tisztítás nélkül élõvízi befogadóba engedhetjük (például a fõváros esetében annak közel 60%-a mértékében), ekkor az egy lakosra jutó vízterhelési díj 6.373 Ft/év. Egy oldómedencében történõ részleges megtisztítást követõ talajterhelési díj már 20.735 Ft. Egy jól megtisztított szennyvíz élõvízbe történõ elhelyezése esetén az egy lakosra jutó vízterhelési díj 575 Ft, ugyanennek a talajban történõ elhelyezése 2.403 Ft talajterhelési díjat indukál. A szabályozásnak ezek az anomáliái korrekcióra szorulnak. A települési önkormányzatok rászorultsági alapon díjkedvezményt vagy díjmentességet is megállapíthatnak, ill. az

utóbbiban részesülhetnek az egyedi szennyvíztisztító kisberendezést üzemeltetõk. A talajterhelési díj csökkenthetõ a legálisan elszállított és a jogszabályi elõírások szerint elhelyezett folyékony hulladék számlákkal igazolt összegével. A fokozatos díjfizetés itt is érvényesül, bár itt az induló évben csak a teljes díj 20%-át, míg a teljes összegét csak 2009-tõl kell megfizetni. A levegõ- és vízterhelési díj maximum 50%-os mértékû visszaigénylésére van mód, ha az érintett környezetvédelmi (a terhelést csökkentõ) beruházást hajt végre, vagy a díjfizetéssel kapcsolatos vízminõségmérõ mûszereket szerez be. A levegõterhelési díj esetében a visszaigénylés a beruházás idõtartama, de legfeljebb 2 év, vízterhelési díjnál 5 évig érvényesíthetõ. Mi hány? Mi mennyi? A díjak bevezetésének és fokozatos érvényesítésének várható bevételeirõl nem kerültek nyilvánosságra adatok, de a szabályozás hatásairól sem. Szakértõi becslések alapján a levegõterhelési díjak beszedése félmilliárd, míg a talaj és vízterhelési díjak érvényesítése több milliárd forint bevételt is eredményezhetnek. Nehezen becsülhetõ a hígtrágyák talajterhelésébõl, ill. a fokozódó mértékben felhasznált termálvizek vízterhelésébõl származó díjak mértéke és hozama. A környezetéért felelõsséget érzõ és ezért anyagi áldozatokra is hajlandó társadalom talán még idõben hozott, a környezet állapotának javulását célzó törvényi szabályozás remélt hatása most már a végrehajtás és ellenõrzés következetességén múlik. Mindannyiunk jövõje a tét!

FÉMSZÖVETSÉG taggyûlése Soroksáron A FÉMSZÖVETSÉG 2005. szeptember 15-i taggyûlését a MüGu Kft. soroksári székhelyén tartotta. A házigazdák nevében ügyvezetõ igazgató köszöntötte a megjelenteket, majd elnök vette át a szót, külön is köszöntve , a KvVM fõtanácsosát, aki a mai program vitaindító elõadását tartotta. Dr. Kosaras Csabáné elõadásában összefoglalta a gépjármûvek amortizációs hulladékaival kapcsolatos EU direktívákat,

34

FÉMKOHÁSZAT

azok Hulladékgazdálkodási Törvénnyel kapcsolatos összefüggéseit, és a szabályozás kezdeti tapasztalatait. Részletesen ismertette a 2005/293/EK számú, 2005. április 1-jei EU-s bizottsági határozatot, amely eddig nem szabályozott kérdéseket tárgyal ebben a témakörben. A jelenlévõ – gépkocsihulladék újrahasznosítással is foglalkozó – cégek képviselõi ismertették saját tapasztalataikat, ill. azokat az akadályozó tényezõket (ideiglenes forgalomból történõ kivonás,

szociális megfontolások, önkormányzati hozzáállás, okmányirodák tapasztalatai stb), amelyek az nagyobb mértékû begyûjtést, újrahasznosítást pillanatnyilag hátráltatják. A tartalmas szakmai vitát követõen megjelentek üzemlátogatáson vettek részt a MüGu Kft. telepén, ahol a szárazra fektetéstõl az aprítékok válogatásáig áttekintették az elhasználódott jármûvek újrahasznosításának elsõ fázisait. Szablyár Péter

DOBRÁNSZKY JÁNOS – BERNÁTH ANDREA – ORBULOV IMRE

Magnézium: a fém, mely nagyon könnyû, de fontosnak találtatott (1. rész)

1. A magnézium tulajdonságai A 12-es rendszámú magnézium, ez az ezüstfehér színû lágy fém a közelmúlt és a jelenkor egyik legnagyobb karriert befutott anyaga. Sikerét annak köszönheti, hogy az ipari fémek között õ a legkönynyebb. Jobb oldali szomszédjánál, az alumíniumnál is jóval kisebb a sûrûsége, mindössze 1,738 g.cm-3. Kristályszerkezete legsûrûbb hexagonális (HCP), a rácsállandói: a=0,3209 nm, c=0,521 nm. A forráspontja 1090°C, az olvadáspontja 648,8°C, amely hõmérsékleten már kisvákuumban is szublimál. Ez a jellegzetessége jól hasznosítható a tiszta fém gyártására irányuló kohászati folyamatokban, de a Mg és ötvözeteinek vákuumos olvasztását lehetetlenné teszi. Hõtágulási együtthatója 29,9·10-6 K-1, amely tehát az alumíniuménál is nagyobb, vagyis jelentõs zsugorodásokkal kell számolni az öntészeti alkalmazásokban. 155 W.m-1.K-1 értékû hõvezetési tényezõje és 4,46·10-3 É.cm-es fajlagos ellenállása

nem sokkal marad el az alumíniumétól. Kémiai tulajdonságait tekintve, a tiszta magnézium oxidációja szobahõmérsékleten lassú. Oxidja, az MgO nagyon stabil, száraz atmoszférában 450°C-ig jól védõ felületi réteget alkot. A nedvesség jelenléte azonban nagyon elõnytelenül befolyásolja a korróziós viselkedést. Levegõn való égése csak az olvadáspont (egyes esetekben pedig 310°C) felett lehetséges, viszont ott nagyon heves. A nitrogén kedvezõtlen hatású magnézium-nitridet (Mg3N2) formál, ezért az öntészeti alkalmazásokban ezt a gázt is ki kell zárni az olvadék környezetébõl. A magnézium 70°C felett elkezdi bontani a vizet. A savak mindegyike megtámadja, kivéve a krómsavat és az egyébként igen agresszív folysavat, amely öszszefüggõ Mg3F védõréteget képez a fémfelületen. A szerves vegyületeknek általában ellenáll, de pl. a metanol, a glicerin és a glikol korrodálja. A fémmagnézium mechanikai tulajdonságai a színfémek között közepesnek ne-

vezhetõk: Young-modulusa 47 GPa, folyáshatára kb. 50 MPa, szakítószilárdsága 200 MPa, nyúlása 10%. Természetesen az ötvözõk jelentõsen befolyásolják ezeket a jellemzõket. E könnyûfém históriájában az elsõ fontos állomás a magnézium felfedezése, amely (1778-1829.) angol kémikus nevéhez fûzõdik 1808-ban. Azonban az elõzmények is meghatározónak mondhatók – legalábbis az elnevezésre nézve bizonyosan. 1700 táján fedeztek fel egy gyógyító hatású ásványt, amelyrõl azt hitték, hogy a már az ókor óta ismert mágnes (magnetit) párjával (magnesia, vagyis mangán-dioxid) áll rokonságban, ezért magnesia alba névre keresztelték. Valójában ez hidratált magnézium-karbonát volt, és lúgossága miatt összetéveszmutatta tették a mésszel. ki 1740-ben, hogy a magnesia és a mész két különbözõ anyag, és (1775.) ismerte fel, hogy itt egy új elemrõl van szó. Az oxidok olvadékának elektrolízésével Davy meg is találta a Ca, a Sr és a Ba mellett a magnéziumot, de ez utóbbi csak 1812-ben kapta a mai nevét, addig volt némi zûrzavar az elnevezések terén. Kézzel fogható mennyiségû fémként csak 1831-ben sikerült elõállítani ( ) a földkéreg nyolcadik leggyakoribb elemét. Ipari elõállításának elsõ módszerét és dolgozta ki (1857.), majd és (1864). A franciák egy véletlen folytán észrevették a magnézium pirotechnikai alkalmazásának lehetõségét. Az 1862-ben megrendezett londoni világkiállítás óta az attrakciók közé tartozik. 1896-ban kezdett termelni az elsõ valódi nagyüzem – a Chemische Fabrik Elektron A.G. Bitterfeldben – amely magnéziumklorid elektrolízisével állította elõ a fémet. 1909 áprilisában nyújtotta be a Chemische Fabrik Griesheim-Elektron az elsõ magnéziumötvözet, az „Elektronmetall” szabadalmát.


35

kloridos ércét, a karnallitot is használják, és nagy készletek állnak rendelkezésre az igen nagy Mg-tartalmú brucitból és bischofitból Oroszországban és Ukrajnában. Ugyancsak fontos magnéziumforrás a tengervíz, amely 1,3 g/liter Mg-t tartalmaz klorid formában. A vízbõl hidroxidként kicsapatható, ez pedig magnéziává kalcinálható. A MgO nagyon stabil oxid, ezért az egyszerû redukciós eljárások nem járhatók. 1. ábra. Az I.G. Farben elektrolizáló kádjának vázlata

2. ábra. A Magnetherm-eljárás vázlata

2. A magnézium elõállítása Az elsõdleges magnézium elõállítására jelenleg a következõ eljárásokat alkalmazzák: a) a magnézium-klorid sóolvadékos elektrolízise, b) a Pidgeon-féle pirometallurgiai eljárás, c) a fém-salak reakciókon alapuló (szintén pirometallurgiai) Magnetherm-eljárás. 20 évvel ezelõtt a kapacitások 70%-a az elektrolízisre épült, amely eljárásnak 20 ezer tonna/év az optimális kapacitása. Az elektrolízis energiaigénye igen nagy, 9500-12000 kWh/tonna, és a folyamat jelentõs szerepet játszik a Ti és a Zr elõállításának gazdaságosságában is. A Magnetherm-eljárás adta a termelés 20%-át, mintegy 7000 tonna/éves kemencénkénti kapacitással. Ennek az eljárásának kisebb, kb. 8500 kWh/t az energiaigénye. A Pidgeon-eljárás fõ vonzereje a viszonylagos egyszerûség, az üzemeltetés rugalmassága és a jóval kisebb beruházási költségek. Kemencénként átlagosan 5000 tonna fém termelhetõ évente. A magnézium számos ércben megtalálható; a legolcsóbb és legelterjedtebb a CaCO3·MgCO3 dolomit és az MgCO3 magnezit. A pirometallurgiai eljárásokban használt MgOCaO-t és a MgO magnéziát („keserûföld”) kb. 1000°C-os kalcináló forgókemencékben állítják elõ. A KCl-el képzett

36

FÉMKOHÁSZAT

szetétele: 40% CaCl2, 30% NaCl, 20% KCl és 10% MgCl2. A többi fém kloridjának bomlási feszültsége nagyobb, mint a Mgkloridé, amely 2,6-2,8 V. Azért tartják ilyen kis értéken a MgCl2 koncentrációját, mert a Mg oldhatósága a kloridjában relatíve nagy, s ez csökkenti a gyártás teljesítményét. További problémát jelent a Mg kis gõznyomása (740°C-on 10 torr) és az oxigénhez való nagy affinitása. Az alumínium elektrolízisétõl eltérõen az elektródok függõlegesek. Az 1950-és évek elején kidolgozott alaptechnológia tiszta vas katódot és amorf szén vagy grafit anódot alkalmaz, amelyeket hõálló diafragmák választanak el. A könnyû Mg-olvadék az elektrolit tetején úszik. Egy hagyományos elektrolizáló cella elrendezési vázlata látható az 1. ábrán. A Faraday-törvény szerint elméletileg 2200 Ah villamos áram szükséges 1 kg Mg elõállításához. A kádak 5 V feszültség és 150 kA áram mellett 0,45 A/m2 áramsûrûséggel dolgoznak, a katódáram hatásfoka 80-90%. Az energiafelhasználást jelentõsen csökkentették az elmúlt évtizedek fejlesztéseivel, pl. diafragmamentes cellákkal (DLE) és a multipoláris cellákkal 18 kWh/t értékrõl csaknem a felére, 9500 kWh/t-ra. Meg kell azonban azt is jegyezni, hogy az Mg-gyártás a fõ kibocsátóforrása a súlyosan mérgezõ dioxinnak.

Tekintve, hogy a Mg elektródpotenciálja nagyon negatív (-2,03 V), gyakorlatilag csak elektrolízissel állítható elõ valamelyik sójának olvadékából. Gazdaságossági szempontból a kloridja és a szulfátja jöhet szóba, de ez utóbbi a fémgyártásra alkalmatlan amiatt, hogy reakcióba lép a fémmel, miközben MgO és kén-dioxid keletkezik. A kloridelektrolizáló eljárás elsõ lépése a tiszta, ill. többé-kevésbé vízmentes MgCl2 elõállítása, a második pedig az olvasztott MgCl2 elektrolízise. Amennyiben a tengervíz az „érc”, az elektrolízist a MgCl2 elõállítása elõzi meg, amely technológiában a következõ lépések követik egymást: - az Mg(OH)2 hidroxid kicsapatása Ca(OH)2 mészkõvel, - a víz kiûzése kalcinálással, az MgO kinyerésére, - karboklóros kezelés: MgO + C(s) + Cl2  MgCl2 (liq) + CO. Ez az exoterm reakció függõleges kemen- A MgO Ellingham-egyenese a forráspont cében zajlik le kb. 800°C-on, és vízmentes alatti tartományban jóval lejjebb helyezkedik el a képzõdési szabadentalpiákat a hõMg-klorid olvadékot eredményez. Az elektrolízis során a Mg2+ ionok a ka- mérséklet függvényében ábrázoló diagratódon válnak ki fémolvadékként, az anó- mokon, mint a fõ redukálószereké (C, Si, don pedig klórgáz fejlõdik. Az elektro- Al), ami azt jelenti, hogy ezen elemekkel lizáló kád hõmérséklete mintegy 1. táblázat. A Mg-termelés technológiai és termelési adatai 10 és 20 év740°C, de termé- vel ezelõtt, [ezer tonna] szetesen többfajta Ország Alapanyag Eljárás 1986. 1996. eljárást és cellatíFranciaország Dolomit M 12 15 pust dolgoztak ki a Olaszország Dolomit B 15 12 különbözõ orszáDolomit, gokban, amelyek Norvégia E 60 51 tengervíz pl. nem csak teljeJugoszlávia Dolomit E 5 5 sen vízmentes kloTengervíz, E 60 51 riddal dolgoznak. USA dolomit, M 36 36 Talán a legjellemsóstóvíz E 34 36 zõbb az I.G. Farben Magnézia, E 60 eljárás. Ebben az Kanada dolomit P 10 12 elektrolizáló cellát Összesen 290 345 folyamatosan tápE = elektrolízis, B = Bolzano-eljárás, M = Magnatherm-eljárás, lálják az elektrolitP = Pidgeon-eljárás tal, amelynek ösz-

99,95-99,98%-os tisztaságú fémet 2002. 2003. állítanak elõ. 2000 A Pidgeon-eljá3100 rástól abban kü35000 30000 lönbözik a Bolza500 no-módszer, hogy 70000 50000 ez utóbbinál belsõ 20000 10000 fûtésû vákuumke4500 4000 mencét alkalmaz231700 354000 nak. Az olasz Soci28000 28000 eta Italiana per il 17858 14164 Leghe di Magnesio 412158 490664 (SAIM) és a brazil Brasmag alkalmazta az eljárást, amelynek 7,0-7,3 MWh/t az energiaigénye, és 2 tonna a kemencék napi termelése.

2. táblázat. Az elsõdleges Mg-termelés adatai, 1999-2003. [tonna] Franciaország Norvégia Oroszország Szerbia Kanada USA Brazília Kína Izrael Kazahsztán Összesen

1999. 16200 40800 35200 1203 64000 75000 7968 120700 24300 11031 396402

2000. 2001. 16500 4800 41400 40700 35500 35000 1270 203 64000 65000 94000 50000 5723 5500 142100 199700 31700 34000 10380 16455 442573 451358

való redukciója nem lehetséges. Ámde az 1107°C-os forrpont felett a MgO Ellinghamegyenese erõsen felfelé hajlik, és metszi az említett redukálószerek egyeneseit, mégpedig annál kisebb hõmérsékleten, minél kisebb a nyomás. Ennek következtében lehetségessé válik a redukció a Mg gõz fázisának hõmérséklettartományában. A szénnel való, erõsen endoterm redukció termodinamikailag 1800°C felett lehetséges normál nyomáson (pMg = pCO = 105 Pa), és a 400°C-ra való reakcióképességhez 1864 Pa-os (pMg = 932 Pa) depreszszió szükséges. A magnézium reoxidációját feltétlenül el kell kerülni a gõz lecsapatása és a megszilárdulás közben. A szilíciummal való redukció termodinamikailag 1600°C felett lehetséges, ha a nyomás viszonylag kicsi (p = 2100 Pa), és a további hõmérséklet-csökkentéshez jelentõs nyomáscsökkentés szükséges. A Lloyd Montgomery Pidgeon által kidolgozott és 1942 januárjában sikeresen kipróbált eljárás (amely Kínában ma a domináns technológia) elõkezelt MgOCaO dolomitot használ, redukálószerként pedig 75-85% Si-tartalmú ferroszilíciumot. A kalcinált, aprított, ferroszilíciummal kevert és agglomerált, majd 1200°C-ra elõmelegített anyagot külsõ fûtésû, horizontális vákuumkonverterben redukálják, a fém gõzét pedig az egyik végéhez illeszkedõ kondenzátor fogja meg. A folyamat hõmérséklete 1200°C, a nyomás pedig 100 Pa. A fõ reakció a következõ: 2 MgOCaO + FeSi  2 Mg + Ca2SiO4 A kanadai Timminco és a japán Ube vállalatok alkalmazzák a Pidgeon-eljárást, és Kína is erre az eljárásra alapozva vált szinte hihetetlen tempóban a világ fõ termelõjévé. Egy retortában naponta 70 kg

bizonyos idõt vesz igénybe. A salak – amely ezen a hõmérsékleten nem teljesen olvadék fázisú – összetétele messze nem konstans: 57-60% CaO, 25% SiO2, 11-14% Al2O3, 4-6% MgO. A szilárd fázisú salak mintegy 40%, az olvadék pedig telített MgO-ban. A redukciós folyamat lezajlását számos érdekes részfolyamat befolyásolja, amelyek közül csak megemlítünk néhányat: a gravitáció, a magnéziumbuborékok képzõdési zónája, a salakfürdõ mozgása, a felületi feszültség, az ülepedési sebesség. 3. A magnézium világpiaca A gyártási módszerek áttekintése után érdemes megvizsgálni, hogy a világ néhány nagy Mg-gyártója milyen technológiát alkalmaz, és miként alakult a termelésük volumene . Az 1996-os adatok alig mutatnak eltérést a 10 évvel korábbiaktól, ezt követõen viszont rendkívüli átalakulások zajlottak le a magnéziumtermelésben. Az USA-ban töredékére zuhant az elsõdleges magnézium termelése (eközben a világ legnagyobb újrafeldolgozója lett, pl. 1999-ben 87300 tonnát olvasztott újra), Kína viszont szinte a nulláról indulva egyeduralkodó lett: a világtermelésnek már több mint a felét adja . A kereslet erõteljes növekedése miatt új gyártókapacitások épültek/épülnek Kínában, Ausztráliában, Kanadában, Izlandon és Kongóban. A magnézium ára az elmúlt években folyamatosan 2000 USD/tonna körül mozgott, amint azt a mutatja. A diagramon feltüntetett árak az alumíniumötvözetek gyártására, ill. az acélipari alkalmazásra kerülõ termékekre vonatkoznak.

Hasonlóan a Pidgeon-eljáráshoz, az alapanyagok ebben az esetben is dolomit és ferroszilícium, a hõmérséklet és a nyomás viszont lényegesen nagyobb: 1550-1650°C, ill. 5-10 kPa. A redukció fém-salak reakciók keretében zajlik le. Az olvadt salakban oldódott MgO-t a ferroszilíciumban oldott Si a következõ reakció szerint redukálja: 2MgO + Si  2Mg + SiO2 A francia Péchiney által 1963-ban kidolmugozott technológia vázlatát a tatja. A kemence falazat grafitból készül, amelynek boltozatán keresztül egy vízzel hûtött Cu-elektród lóg be az elektrolitba. Az erõsen endoterm folyamathoz a hõt a salak villamos ellenállásán fejlõdõ hõvel szállítják. Az anyagbeadagolás egy ideig folyamatosan zajlik. A megolvadó ferroszilícium fokozatosan feloldja a magnéziumoxidot. A reakció miatt a FeSi Si-ban egyre szegényedik, leülepedik a kemence fenekére, ahol felhalmozódik. Az alapanyagok beadagolását akkor állítják le, amikor a salakréteg elér egy bizonyos vastagságot (kb. 150 cm). Lecsapolják a maradék FeSi-t és a salak egy részét, hogy kb. 30 cm maradjon, majd kezdik elölrõl a ciklust. A redukció folyamatosan zajlik a 3. ábra. Kína és a világ magnéziumtermelésének alakulása az utóbbi reaktorban, a be15 évben adagolás után egy


37

4. ábra. A magnézium árának változása a közelmúltban

A fokozott minõségû („high grade”) termékekre, amelyeket öntészeti célra használnak elsõsorban, 25-50% felárat kell fizetni. A korábbi évek árait vizsgálva, 10 évvel ezelõtt 4000 USD/t-s csúcson jegyezték az EU-s piacon a magnéziumot. A kínai termelés felfutása a növekvõ nyugati kereslet mellett is jelentõs árcsökkenésre vezetett. Az 5. ábra adataiból jól látható ez a trend, amelyet nyilvánvalóan az magyaráz, hogy a 2000-ben is mindössze 26 ezer tonnás kínai belföldi magnéziumfelhasználáson felül olcsón megtermelt hatalmas mennyiségû fémet a kínai termelésnél lassabban bõvülõ piacon kellett értékesíteni.

5. ábra. A magnézium árának változása a közelmúltban

4. A magyar külkereskedelem jellemzõi

5. A magnézium felhasználása

Magyarország magnéziumigénye – ahogyan azt a jól érzékelteti – 1998-ig stabilan az egy-másfél ezer tonna éves szinten mozgott, amelyet orosz és ukrán forrásból elégített ki. 1999-ben jelentõs váltás figyelhetõ meg a statisztikai adatokban: - Erõteljesen emelkedett a behozatal is és a kivitel is - Totálisan átrendezõdött a fõ beszállító és célországok hierarchiája. A behozatalban Kína, majd Ausztria vált dominánssá, a külpiaci vevõk között pedig monarchiabeli társunk szinte egyeduralkodó lett. A részletes adatokat a tartalmazza.

A megtermelt mennyiség felhasználása terén a következõképpen alakult a fogyasztói szektorok megoszlása 2002-ben: 40%-ot tett ki az alumíniumötvözetek gyártása, 35%-os részesedést ért el a nyomásos öntés (amely 10 év alatt egyébként a duplájára növekedett), 16% jut az acélgyártásra (kéntelenítés) és 9% az egyéb területeknek (pl. segédanódos korrózióvédelem, öntöttvasgyártás, Ti-, Zr-gyártás stb.). A felhasználásban a Föld régióit tekintve az USA és Kanada használja fel az összfogyasztás 49%-át, Európa a harmadát, Ázsia és Óceánia pedig 14%-ot. A továbbiakban – a teljesség igénye nélkül –

3. táblázat. Magyarország magnézium-külkereskedelmének adatai Év 1995. 1996. 1997. 1998. 1999. 2000. 2001. 2002.

Import Tonna 1 474 1 359 1 428 1 564 2 954 4 910 7 007 6 700

72 87 137 301 190 37 29 225

1+2+3 Tonna 1 363 1 300 1 216 1 197 2 655 4 870 6 980 6 667

1+2+3 MFt 706 708 710 981 1 050 1 532 1 991 1 607

38

16

158

70

0 9 0 0 0 54

0 2 0 1 2 13

99 18 1 306 2 548 4 508 4 454

45 22 409 830 1 466 1 381

MFt

1. ország

Tonna

MFt

2. ország

Tonna

MFt

3. ország

Tonna

MFt

776 749 843 1 327 1 245 1 557 2 055 1 632

Oroszország Oroszország Oroszország Kína Kína Kína Ausztria Ausztria

993 926 586 657 1 006 1 957 5 183 3 745

485 472 298 350 481 894 1 196 763

Ukrajna Ukrajna Ukrajna Olaszország Ausztria Ausztria Kína Kína

357 358 616 38 1 633 2 912 1 796 1 646

149 149 275 330 379 601 766 619

Olaszország Olaszország Olaszország Oroszország Olaszország Olaszország Hollandia Szlovénia

13 16 14 502 16 1 1 1276

100 adat 45 23 409 832 1 468 1 391

Hollandia

80

36

Lengyelország

40

18

Ausztria

Szlovákia Szíria Ausztria Ausztria Ausztria Ausztria

99 8 1 263 2 548 4 485 4 300

43 12 395 828 1 461 1 340

Ausztria Ausztria Németország Belgium Szlovákia Szlovénia

0 1 43 0 23 100

2 8 14 1 3 28

Jugoszlávia Oroszország Jugoszlávia Szíria Belgium Lengyelország

Export 1995. 1996. 1997. 1998. 1999. 2000. 2001. 2002.

38

227 nincs 99 21 1 307 2 549 4 510 4 473

FÉMKOHÁSZAT

6. ábra. A magnézium hazai külkereskedelmi adatai (forrás: KopintDatorg) 4. táblázat. Magnéziumpiaci modelladatok 2015-re Modell 1. 2. 3. 4.

Kapacitás kt/év 850 960 1540 3000

Minimális ár [USD/kg] 1,56 1,52 1,41 1,25

bemutatunk néhányat a fontosabb és érdekesebb alkalmazási területek közül. Különösen intenzíven növekedik tehát az öntészeti felhasználás, amely a jármûgyártás és az informatikai ipar radikális változásaival függ össze. Nagy elõnyt jelent a kiváló önthetõség, hiszen öntéssel nagyon vékony falvastagságok is elérhetõk. A magnézium szinte végleges alakra önthetõ, így nem igényel különösebb utómegmunkálást sem. A termelékenység növekszik, a termék elõállítási költsége pe-

Mg / autó [kg] 7,7 (EU)10 (USA) 8,1 (EU)12,2 (USA) 16,8 (EU)25,9 (USA) ~34 (EU)~68 (USA)

8. ábra. Mg-öntvény olajteknõ, a VW Golf hajtómûháza, 3 kg tömegû Mercedes ajtókeret, kormánykerék, keréktárcsák

dig csökken. Az autóiparban már az 1930as évek közepén kezdték jelentõsebb mennyiségben használni a magnéziumötvözeteket: 1934-ben kb. 25 kg magnéziumöntvényt tervezett a Volkswagen kardántengelyházba és a léghûtéses motorokba (a Mercedes történetírói pedig 1900-ra teszik az elsõ, magnéziumból készült motoralkatrészt). Az „egyliteres” tanulmányautóját a Volkswagen 2001-ben gyártotta: tömege 260 kg, amelybõl 35 kg magnéziumötvözet, ill. Mg-alapú kompozit. Az üléstartókeret és a teljes vázszerkezet magnéziumból ké-

szült . További autóalkatrészeket mutat a Jelenleg a magnézium átlagos mennyisége egy jármûben kb. 2 kg, de a nagy gyártók tanulmányai szerint több, mint 100 kg alkatrész potenciálisan kiváltható magnéziummal. A magnézium is egyike azoknak a szerkezeti anyagoknak, amelyek jövõje nagy mértékben összefügg az autóipar jövõbeni változásaival. Urbance és szerzõtársai 3 éve egy átfogó tanulmányt tettek közzé a JOM-ban, amely a lehetséges piaci forgatókönyveket modellezi a 2015-re várható

b)

a) 7. ábra. Ferdinand Porsche népautója (1934.), a VW 1 liter/100 km fogyasztású tanulmányautója 2001-bõl


39

10. ábra. A 10 tonna Mg-t tartalmazó Convair B-36 repülõgép

lõgépgyártásban. Óriási mennyiségû repülõgépet gyártottak a harcoló felek, s ezekben nagy szerepet kaptak a Mg-ötvözetek, amelyek a gépek önsúlyát voltak hivatottak csökkenteni. Magnéziumból készítették mintegy 70 ezer repülõgép egyes hajtómûalkatrészeit és kerekeit. A látható amerikai Con9. ábra. Mg-öntvénybõl készült autóalkatrévair B-36 „Peacemaker” típusú bombászek (Meridian Technologies) zóba darabonként mintegy 10 tonna (!) Mg-t építettek be. A második világháború után a magipari folyamatok beszámításával. Négy fornéziumgyártó ipar hanyatlásnak indult, gatókönyvet írnak le a termelõkapacitások, amelyhez az is hozzájárult, hogy az 1950a világpiaci ár és a személyautókba beépíés években megjelent a titán, amely tett átlagos mennyiségek közötti várható ugyan háromszor nehezebb a magnéziumkapcsolatra, amelyeket a 4. táblázat foglal nál, de szilárdsága és korróziós jellemzõi össze. Ugyanakkor meg kell említeni, hogy a gázturbinás repülõgépek és az ûrtechnia túl nagy mennyiségû magnéziumnak lehetnek kedvezõtlen hatásai is: a Firehaus.- kai eszközök építésében jó néhány terülecom internetes portál 2004 december kö- ten „esélyt sem adtak” a magnéziumnak. Ennek ellenére számos, fõleg katonai zepén arról számolt be, hogy egy kigyulladt légijármûvet fejlesztettek ki, elsõsorban Cherokee Jeepet a tûzoltók vízzel akartak az USA-ban. 1950-ben jelent meg a Westeloltani, de az eredmény hatalmas tûzijáland Aircraft S55 típusú helikoptere, ték lett, mivel az égõ magnézium a vízzel amelynek külsõ lemezburkolata 115 kg hevesen reagált. ZW3 típusú Mg-ötvözetet tartalmazott. Az F80C vadászrepülõ gyakorlatilag teljesen A második világháború alatt elõtérbe került magnéziumötvözetbõl készült. Napjaink a magnéziumötvözetek alkalmazása a repü- két óriásvállalata, a Boeing és az Airbus

11. ábra. Az Airbus és a Boeing anyagainak megoszlása

40

FÉMKOHÁSZAT

12. ábra. Tükörtartó

anyagfelhasználására a adatai jellemzõk: a magnézium az egyéb kategóriába csúszik, de pl. az A380-as szuperlégibuszba 845 kg Mg-t építettek be. Fontos megemlíteni, hogy a Mg-ötvözetek repülõgépipari alkalmazásának kutatását-fejlesztését megcélzó IDEA-projektet (Integrated Design and Product Development for the Eco-efficient Production of Lowweight Airplane Equipment) az EU 6. keretprogramja támogatja, és az erre alakult konzorciumnak a magyar Fémalk is tagja. A repülõgépgyártás terén elsõsorban a katonai célú alkalmazások a jellemzõk, de a magnéziumnak több más katonai felhasználása is jellemzõ, pl. a páncéltörõ gránátok, rakétaeltérítõk, világítógránátok gyártása. Az ûrtechnikai eszközök esetében mindent elkövetnek a fellövési tömeg csökkentésére. Mg-ötvözetbõl (AZ31, azaz Mg-3%Al-1%Zn), ill. Mg-mátrixú kompozitból kis tartóelemeket (pl. a tükrök és a zérus hõtágulású mérõberendezések számára, ) készítenek. E téren igen hasznos, hogy a kompozitok erõsítõanyagaként használt szénszálat viszonylag jól nedvesíti a Mg-olvadék (ami nem mondható el az alumíniumra). Érdekes módon a Mg/C-kompozitok sûrûsége nagyobb, mint a fémmagnéziumé. Az Mg/C-kompozit anyagú szerkezetek esetén nulla lehet az axiális irányú hõtágulás és mintegy 2 ppm/K a transzverzális irányú. Emellett ezen anyag fajlagos merevség másfélszerese a berilliuménak, és 9,5-szöröse a Invar-ötvözetének. E különleges hõtágulási tulajdonság nagyon fontos, hiszen az ûreszközök több száz fokos hõingadozásnak vannak kitéve a napsugárzás miatt.

:

VERES ZSOLT – ROÓSZ ANDRÁS

ób n

A kristályos anyagok egyik jellegzetes tulajdonsága, hogy fizikai és mechanikai tulajdonságaik a kristálytani iránytól függenek, azaz anizotrópok. A gyakorlatban használatos kristályos anyagok (pl. fémek és ötvözetek) általában sokkristályosak, így minden irányban az adott tulajdonságnak egy átlagértékét találjuk, a tárgy izotrópnak mutatkozik. Ha sikerül egyetlen kristályból álló tárgyat, ún. egykristályt készíteni, annak tulajdonságai különbözõ irányokban eltérõek lesznek. Ezt a jelenséget számos esetben, a gyakorlatban is kihasználjuk. Jellemzõ példa a félvezetõk esete. A Si, GaAs, GaSb stb. alapú integrált áramköröket ezek egykristály lapkáin alakítják ki. A nagy teljesítményû

un

gázturbinákban a legnagyobb hõmérsékleten mûködõ ún. elsõköri turbinalapátokat egykristályokból készítik, kihasználva, hogy a turbinalapátok anyagainak (nikkel, illetve kobalt bázisú szuperötvözetek) mechanikai tulajdonságai szintén irányfüggõk, illetve azt, hogy az egykristályok nem tartalmaznak ún. nagyszögû kristályhatárokat, ahonnan a tönkremenetel kiindulhat. A Miskolci Egyetem Anyagtudományi Intézetében tervezett és megépített Univerzális Sokzónás Kristályosító (UMC) berendezés kiválóan alkalmas egykristályok növesztésére. Figyelemmel kell lenni arra, hogy a hõmérséklet-különbség (ami sûrûségkülönbséget okoz) áramlásokat indít az olvadék fázisban. Az áramlások hatására ugyanis az egykristályban makrodú-

ón sulás alakul ki, azaz a kristály elején és végén a koncentráció különbözni fog. A kapszula falán az olvadék fázisban újabb heterogén csíraképzõdéssel kristálycsírák jöhetnek létre, tönkretéve az egykristályos szerkezetet. Rendkívül különleges tulajdonságú ún. kompozit egykristályokat is lehet készíteni olyan módon, hogy a fémes alapanyaghoz kerámia (oxid, karbid) részecskéket keverünk. Földi körülmények között ezek a részecskék a kristályosodás közben felúsznak vagy leülepednek, attól függõen, hogy a sûrûségük kisebb vagy nagyobb-e mint a fémes alapanyagé. Mindezeket a hátrányokat mikrogravitációs körülmények között végzett kristálynövesztéssel lehet kiküszöbölni. A Fémtani Tanszék illetve a Tanszékkel szorosan együttmûködõ MTA-ME Anyagtudományi Kutatócsoport az elmúlt néhány évben kidolgozott egy eljárást alakos egykristályok növesztésére UMC-ben, és az eljárás alkalmazásával neutrondiffrakciónál monokromátorként használt egykristályt készített. A munka hosszú távú célja: a kidolgozott eljárásokkal – az UMC-nek az ISS-re való felkerülése esetén – kristályosítási kísérletek végrehajtása mikrogravitációs körülmények között, tervezett mikroszerkezettel rendelkezõ egykristályok készítése érdekében.

Egykristályt többek között egyirányú hõelvonással lehet elõállítani. Az egyirányú hõelvonás megvalósításának egyik legegyszerûbb ún. Bridgmann-Stockberger mutatja. Az 1. kemódszerét az mencében a kristályosítandó anyag olvadáspontjánál (TL) nagyobb T1, a 2. kemencében az olvadáspontnál alacsonyabb T2 hõmérsékletet állítunk be. A két kemence

4

Növekvõ egykristály

Formaüreg Kristályszelektor

Oszlopos szerkezet

Hûtött véglap Hõelvonás

1. ábra. Bridgmann–Stockberger-kristálynövesztõ módszer

közötti átmeneti zónában egy hõmérsékletlépcsõ alakul ki, melyet a lépcsõ meredekségével, az ún. hõmérséklet-gradienslehet jellemezni. A pl.: kerásel mia csónakba helyezett próbaanyagot az 1. kemencében megolvasztjuk, majd az anyagra jellemzõ állandó sebességgel áthúzzuk a 2. kemencébe. Ez idõ alatt a csónakban levõ anyag egyirányú hõelvonás mellett kristályosodik. Az egyszerû módszer hátránya, hogy a hõmérséklet-gradiens a kristály különbözõ pontjain különbözõ lesz, illetve a kapszulát vagy a kemencét mozgatni kell. A mozgatás elõsegíti az olvadék nem kívánt áramlását. Ezeket a hátrányokat az UMC sokzónás kristályosító küszöböli ki. A kristályosodás mindig csírák keletkezésével kezdõdik. Sajnos egyirányú hõelvonás esetében is több csíra keletkezik. A növekvõ csírákból a látható kristályszelektor választja ki azt az egyet, amelybõl az egykristály létrejön.

2. ábra. A kristályszelektor mûködése

a hõmérsékletlépcsõt – a berendezés korlátain belül – szabadon mozgathatjuk a kemence hossztengelye mentén Ezzel elkerülhetõ a próba vagy a kemence mozgatása, így az olvadék áramlása csökkenthetõ, mikrogravitációs körülmények között az áramlás teljesen eliminálható. Az UMC vázlatát a benne levõ próbával együtt a szemlélteti. Alakos Cu-6% Sn egykristály növesztése Az alakos egykristályok (pl. turbinalapát) növesztése sokkal nehezebb, mint az egyszerû geometriával (kör, négyzet) rendelkezõ egykristályok készítése. A nehézség lényege, hogy a változó alakú és méretû kristályosodási front miatt, az átmeneteknél, ahol sarkok és élek találhatók, heterogén csíraképzõdéssel újabb csírák jöhet-

Az univerzális sokzónás kristályosító A Miskolci Egyetem Anyag és Kohómérnöki Kara Anyagtudományi Intézetében évtizedes munka eredményeként fejlesztették ki az UMC-t. Az UMC 24 egyedileg programozható hõmérsékletû fûtõzónát tartalmaz. A fûtõzónák hõmérsékletének megfelelõ változtatásával az UMC-ben létrehozható a Bridgmann-Stockberger módszernél bemutatott hõmérsékletprofil. Mivel az egyes zónák hõmérséklete számítógépi program segítségével változtatható,

42

JÖVÕNK ANYAGAI

3. ábra. Hõmérsékletlépcsõ az UMC falán

nek létre, ami lehetetlenné teszi az egykristály készítését. További probléma a megfelelõ forma elkészítése. A kísérletek anyagául modellötvözetként Cu-6%Sn ötvözetet választottuk. A forgácsolással elõállított alakos próbatestet a precíziós öntésnél használatos etilszilikátos formázási technológia segítségével vékony kerámia héjjal vontuk be. A kerámia héjba termoelemeket helyeztünk, melyekkel a kísérlet során folyamatosan mértük a próbatest hõmérsékletét. A kerámiával bevont próba elvi ábrája az látható. A hõmérsékletlépcsõt az ábra szerint jobbról balra (a valóságban fölülrõl lefelé) mozgatva a próbát elõször irányítottan megolvasztottuk, majd az ábra szerint balról jobbra (a valóságban alulról felfelé) mozgatva kristályosítottuk. Az így kapott egykristályt a , az egykristály felüle-

Grafit

Grafit

Alu-oxid

Grafit

Oxidkerámia Szálaskerámia

Grafit

Acél

Kvarc

Kvarcvatta

Grafit

4. ábra. Az UMC a próbával

tét az irányított kristályosítás nyomaival (párhuzamos primer dendritágak) a , a belsõ szerkezetét a mutatja. Alakos kompozit egykristály növesztése A kísérletek célja az volt, hogy megállapítsuk, milyen módon lehet a CuSn olvadékba kerámiarészecskéket juttatni és a kristályosítás során benne tartani. A kísérleti technika merõben más volt mint az elõzõ esetben, hiszen elõször létre kellett hozni a kerámia részecskéket tartalmazó keveréket, majd ennek átolvasztásával elõállítani a kerámia részecskéket magában foglaló egykristályt. A vizsgálatoknál SiC, MoC és WC kerámiaport használtunk. A porokat golyósmalomban kevertük össze. A porok nem szeparálódtak, sõt a kis WC részecskék beleragadtak a CuSn porba (mechanikusan ötvözõdtek). A kristályosítás eredményeként ezen esetekben is egykristályokat kaptunk. A bekevert keramikus részecskék azonban nagyon egyenlõtlenül helyezkedtek el a kristályokban. Ennek oka az alapötvözet és a keramikus részecskék fajsúly szerinti szeparálódása volt. Egy tervezett ûrkísérlet célja, az egyenletes részecskeeloszlás megvalósítása.

sugárzás intenzitása a visszaverõdés szögétõl függ. Azt a Ï szöget, ahol a visszavert hullámok interferencia révén erõsítik egymást az ún. Bragg1-egyenlet adja meg: Ïã arcsin(n´ñ Az egyenletben ´ a sugárzás hullámhossza, a kristálytani síkok távolsága, természetes szám. Ezt a jelenséget használjuk ki a diffrakciós vizsgálatoknál, de ez a jelenség szolgál egyes sugárzások monokromatizálására, azaz a fehér (mindenféle hullámhosszú sugárzást tartalmazó) sugárnyalábból egyetlen hullámhoszszal bíró sugárzást kiválasztani. A neutron diffrakciós vizsgálatokkal szemben támasztott követelmények megkövetelik a minél nagyobb intenzitású és megfelelõ mértékben monokromatizált és polarizált neutronsugarak alkalmazását. A különbözõ módszerek közül a legjobb a neutronsugár egykristállyal való monokromatizálása és egyidejû polarizálása. Ehhez nagy méretû (5x10x100 mm-es), megfelelõen orientált kristályokra van

szükség. Ezeket az egykristályokat különleges kristályosító berendezésekben, egyirányú hõelvonással állítják elõ. Több ötvözet is alkalmas egykristály monokromátor alapanyagának, de elõállításuk még nem tökéletesen megoldott. Praktikus okokból mi az eredeti Heusler-ötvözet mellett döntöttünk. A Heusler-ötvözet kristályosodása során Cu2MnAl vegyületfázis keletkezik. A kristályosodás a hûtés során 920oC-on kezdõdik és néhány fokos tartományban megy végbe. A hõmérséklet lassú csökkenésével, kedvezõtlen hatásként különbözõ összetételû kiválások jöhetnek létre. A kísérleteink esetében a viszonylag gyors hûlés miatt csak a -nak volt ideje kiválni. Ennek a fázisnak a kristályszerkezete a Cu2MnAl vegyülettel közel azonos, Mn-tartalma azonban jóval nagyobb. A Heusler típusú ötvözetekre jellemzõ módon a Cu2MnAl vegyület ferromágneses annak ellenére, hogy az alkotói egyenként nem ferromágnesesek.

Monokromátor egykristály készítése HEUSLER-ötvözetbõl A kristályos anyagok egy további különleges tulajdonsága, hogy a rájuk esõ röntgen vagy neutron sugárzást oly módon verik vissza (diffraktálják), hogy a visszavert

5. ábra. A próba a kerámiahéjjal

6. ábra Cu-6%Sn egykristály


43

7. ábra. Cu-6%Sn egykristály felülete

8. ábra. Az egykristály dendrites szerkezet

9. ábra. Alumínium-oxid kapszula

44

JÖVÕNK ANYAGAI

A kristályszelektoros módszer (egy kristályszelektor csak egy kristály növekedését teszi lehetõvé) közben kiderült, hogy a Heusler-ötvözet esetében nem szükséges különleges kristályszelektor alkalmazása. Egy 30o-os csúcsszögû kúpból kiinduló kristályosodás egykristályt eredményez. Az egykristály elõállításához megfelelõ hõmérséklet-gradiens és kristályosodási front mozgási sebesség szükséges. A kristályosítási paraméterek változtatásával befolyásolni tudjuk az elõállított kristályok tulajdonságait. A kristályokat mozaicitásuk mértékével minõsítik. A mozaicitást a kisszögû szemcsehatárok száma és szöge határozza meg. A mozaicitás mértéke a felhasználás szempontjából lényeges. A mozaicitás mértékét a neutronszórási kísérletnél kapott reflexiós csúcs félérték szélességével (ÜÏ) jellemzik. Ha a mozaicitás túlságosan kicsi (ÜÏ<0,5o), a neutronnyaláb intenzitása nem kívánt mértékben lecsökken, az ilyen kristállyal monokromatizált nyalábot nehéz, esetleg lehetetlen detektálni. Ha a kristály mozaicitása túl nagy (ÜÏ>1,5o), a nyaláb nem kívánt mértékben divergens lesz. Ha a kapszula elején lévõ kúp hegyén a görbületi sugár megfelelõen kicsi, csak egy csíra keletkezik a kristályosítás kezdetekor. Megfelelõ kristályosítási paraméterekkel (hõmérséklet-gradiens, front mozgási sebesség) történõ egyirányú hõelvonás eredményeként nem keletkeznek új csírák, hanem a kúp hegyében keletkezett fog tovább nõni. A létrehozott darab így egy kristályból áll, orientációja megegyezik a csíra orientációjával. Ezek figyelembevételével terveztük meg és készítettük el a kristályosító kapszulát. A látható módon a kapszula egy 30o-os kúppal kezdõdik. Azért, hogy a kapszulából ki tudjuk venni a kész kristályt, a kúp 3o-os dõlésszöggel rendelkezõ hengeres testben folytatódik. A kapszula alumínium-oxid kerámiából készült. Ennek oka, hogy az új csírák keletkezésének megakadályozása végett a kapszula belsõ falának a lehetõ legsimábbnak kell lennie, valamint olyan anyagú kapszulára van szükség, amit a Heusler-ötvözet nem nedvesít.

A kristályosítási paraméterek többféle variációja mellett végeztünk kísérleteket. Ezek mindegyike egykristályt eredményezett. A kristályok csak mozaicitásukban térnek el egymástól. • Használt hõmérséklet-gradiensek [K/mm]: 3; 4; 6;8 • Használt kristályosítási sebességek [mm/h]: 2; 3 A kísérleti eredmények alapján egyértelmûen megállapítható, hogy a hõmérséklet-gradiens és a kristályosítási sebesség csökkentésével a kristály mozaicitása csökkenthetõ. A kialakult mozaicitás 1-3o között változott. Az elõállított kristályokat fénymikroszkóp, energiadiszperz mikroszonda, neutrondiffrakciós vizsgálatok és röntgen Lauefelvételek segítségével minõsítettük. Megállapítottuk, hogy a darabok összetétele megfelelõ, hely szerint nem változik jelentõs mértékben. Kristályhatárok nincsenek, a darabok egykristályok. A kész darabokon neutrondiffrakciós vizsgálatokat végeztünk, hogy a kristályokat a mozaicitásuk alapján minõsíteni tudjuk. A vizsgálatokat a KFKI-OSZKI-ben végeztük egy kétdimenziós detektor és polikromatikus neutronnyaláb segítségével. A mérési összeállítás a látszik. A vizsgált kristályról visszaszórt neutronokat a kétdimenziós detektor érzékeli. A látható képet kapunk, amin az adott pontba beérkezõ neutronok számát a pont színe mutatja. Minél világosabb, annál nagyobb a „beütések” száma. A mérési öszszeállítás és a kapott kép adataiból megállapítható a kristály helyzete és mozaicitása. A fenti diffrakciós képhez tartozik egy

n

Védelem

Minta Detektor 10. ábra. Neutrondiffrakciós mérési összeállítás

11. ábra. Neutrondiffrakciós szóráskép

adatmátrix. Ha az adatokat az x vagy az y tengely mentén értékeljük, egy szögtartományra megkapjuk a mérés intenzitáseloszlás függvényét. Az így kapott görbe félértékszélessége felel meg a vizsgált kristály mozaicitásának. Eddigi kísérleteink során sikerült olyan módszert kifejleszteni, amelyik alkalmas egykristály gyártására Heusler-ötvözetbõl. A kristályok minõsége a kristályosítási paraméterek segítségével a kívánalmaknak megfelelõen változtatható. Az elõállított kristályok orientálás és darabolás után alkalmasak lesznek neutronnyaláb monokromatizálására és egyidejû polarizálására. Tervek A földi kísérletek ûrkísérlet tervét alapozták meg. Amennyiben az UMC felkerül az ISS-re, mindhárom kísérletcsoportból érdemes kísérletet végrehajtani. A kísérletek célja annak megállapítása lenne, hogy (I) az alakos egykristály növesztése esetén a falhatás mennyire érvényesül,

12. ábra. Intenzitáseloszlás függvény

(II) lehetséges-e az áramlások teljes kiküszöbölése, (III)meg lehet-e akadályozni a kerámia részecskék szeparálódását, (IV) milyen hatása van az áramlások elmaradának a Heusler-ötvözet mozaicitására. Természetesen amíg az UMC felkerül az ISS-re, folytatjuk a földi kísérleteket. Kidolgozzuk a magkristályra növesztés technológiáját annak érdekében, hogy a további felhasználás céljainak megfelelõ egykristályokat lehessen Heusler-ötvözetbõl az UMC-ben elõállítani. Irodalom [1] Das Dreistoffsystem Kupfer-Mangan-Aluminium, Z. Metallkunde, 1966, 12, 889-901 [2] Einkristalline Gasturbinenschaufeln aus NickelbasisLegierungen, Mat.-wiss. und Werkstofftech, 1994, 25, 311-320 [3] A new technology to produce Shaped Cast Single Crystal, Pro-

ceedings of 4th Decennial International Conference on Solidification Processing, Sheffield, 7-10 July, 1997 [4] Az univerzális sokzónás kristályosító hõtechnikai modellje. Gép, XLVIII, 1996, 9-11 o. [5] Modelling and testing the thermal behavior of UMC, Mat. Sci. Fórum, 2000, 329-330, 4415-422 [6] Heusler-ötvözet kristályosítása VIII. FMTÜ Kolozsvár 2003.03.21-22, Proceedings, pp.311314 [7] Egykristály elõállítása Heusler-ötvözetbõl, Miskolci Egyetem Anyag- és Kohómérnöki karának tudományos ülésszaka Miskolc 2003.09.04-05 [8] Egykristály elõállítása Heusler-ötvözetbõl, OAAAKK Balatonfüred 2003.10.12-14 [9] Egykristály elõállítása Heusler-ötvözetbõl, Doktoranduszok fóruma, Miskolc, 2003.11.06

MÛSZAKI-GAZDASÁGI HÍREK Szélerõmû park épül Vépen. Akár már az idén májusban üzemelni kezdhet az elsõ szélmotor a Vas megyei Vépen. A Szélenergia Vép Energiatermelõ Kht. tervei között 2008 végéig egy 24 szélmotorból álló szélerõmû park létrehozása szerepel – jelentette be Boldizsár Sándor, a közhasznú társaság képviselõje. „Közbeszerzési pályázat keretében vá-

lasztottuk ki a német Enercon szélmotorokat gyártó céget az elsõ szélmotor elkészítésére és felállítására” – mondta. Hozzátette: az Enerconnal már szerzõdést kötöttek a 230 millió forint értékû beruházásról, amelyet 90 százalékban a Phare CBC program támogatásából, 10 százalékban saját erõbõl finanszírozzák. Az elsõ vépi szélmotor megfelelõ szél-

sebesség mellett 600 kilowattnyi villamos energiát termel majd óránként, amelyet a helyi elektromos szolgáltató cég, az EON Rt. hálózatába táplálnak be. Vépen ennek fejében kedvezményesen számlázzák majd ki a közvilágítást, ezzel az önkormányzat évi 5-10 millió forintot takarít meg. A tervek szerint 2006 végéig újabb négy szélmotor, 2008-ig pedig további


45

18-20 szélmotor üzemelhet majd Vép határában. Ehhez természetesen a közhasznú társaság további uniós támogatásokra kíván pályázni.  Afrika áttér a geotermikus energiára? A nyolc vezetõ ipari ország környezetvédelmi miniszterei az angliai Breadsall-ban pénteken szükségesnek látták elindítani az afrikai kontinens jelentõs geotermikus erõmûvi programját – az ENSZ égisze alatt –, enyhítendõ az afrikai országok energiaszámláját, és tekintettel arra, hogy a magas olajár miatt eladósodásuk növekedésével kell számolniuk. A geotermikus erõmûi fejlesztés tiszta energiára épül, a hévíz egyébként is ott rejtõzik a kontinens alatt, a Vörös tengertõl Mozambikig. Ennek potenciális haszna óriási a máskülönben energiaforrásoktól megfosztott térségbeli államok számára. Ám a geotermikus erõmû program megvalósításához még jelentõs technikai és még jelentõsebb pénzügyi akadályokat kell legyõzni húzza alá az ezzel kapcsolatos jelentés. A miniszterek szükségesnek látják emellett az illegális trópusi fakivágás, ezen évi 15 milliárd dollárosra becsült üzlet problémájának kezelését is, amely miatt fokozatosan elpusztulnak az esõerdõk. Ezen a téren azonban nem látszik körvonalazódni egyetértés, fõleg a trópusi fával folyó kereskedés korlátozásáról.  Emlékezõfémek. Tudósok kifejlesztettek egy olyan nikkel-titán (Nitinolnak elnevezett) ötvözetet, amely képes két különbözõ alak felvételére, majd megfelelõ behatásra az eredetivé való visszaalakulásra. A Nitinolt elõször meghatározott formára lehet alakítani, ezt követõen átalakítani egy másik formájúvá, majd egy kritikus hõmérsékletre való felmelegítéssel visszakapják az eredeti formát. Ellenáll az anyagfáradásnak is, vagyis a törés veszélye nélkül sokszor meg lehet hajlítani. Ez az igen figyelemreméltó ötvözet számos jobb minõségû új eszköz, például fogszabályozók, sebészeti csipeszek és szemüvegkeretek elkészítését tette lehetõvé.  Új hidrogénforrás. A kutatók nemrégiben „mikrobás tüzelõanyag-cellában” állítottak elõ hidrogént. A berendezés mûködtetéséhez kevesebb energia szükséges, mint

46

JÖVÕNK ANYAGAI

a mobiltelefonhoz felhasznált energia 5 százaléka, és olyan biomasszából nyer ki hidrogént, amely nem bontható le természetes úton. A hagyományos, hidrogént termelõ fermentációhoz szénhidrát alapú biomassza szükséges. A reakcióban a hidrogénen kívül különbözõ melléktermékek is keletkeznek (például ecetsav és vajsav), amelyeket a baktériumok már nem bontanak le hidrogénné. A kutatók olyan mikrobás tüzelõanyag-cellát módosítottak a hidrogén elõállításához, amelyet korábban szennyvíz tisztítására terveztek. A hidrogéntermeléshez eltávolították a rendszerbõl az oxigént és egy kevés energiát tápláltak be. 0,25 volttal négyszer annyi hidrogént állítottak elõ, mint a hagyományos fermentáció során, és a cella minden biológiai úton lebontható, oldott szerves anyaggal használható. Persze, nincs annyi hulladék biomaszsza, hogy a világ teljes hidrogénszükségletét kielégítse, de ez a fajta megújuló energiatermelés csökkentheti a szennyvízkezelés költségét, és elõsegítheti, hogy a hidrogént energiaforrásként hasznosítsák.  Már nem a gyémánt a legkeményebb anyag. A Bayeruthi Egyetemen szén nanocsövekbõl létrehozták a világ legkeményebb anyagát. Eddig a gyémánt volt a világ legkeményebb anyaga. A gyémánt rugalmassági modulusza 443 gigapascal. Keménységének titka, hogy kristályszerkezetében minden szénatom négy másik szénatommal kapcsolódik erõs kovalens kötéssel. Natalia Dubrovinszkaja kollégáival – Leonyid Dubrovinszkijjel és Falko Langenhorsttal – szabadalmaztatta az eljárást, amellyel 491 gigapascal rugalmassági moduluszú anyagot lehet elõállítani. Az új anyag, amelyet „gyémánt nanorúd-tömörítménynek” (ADNR) neveznek, összefonódó apró gyémántrudakból áll. A gyémántrudak 5-20 nanométer átmérõjûek és körülbelül 1 mikron hosszúak. Az ADNR létrehozásakor a karbon-60 molekulákat (60 szénatomból álló pirinyó gömböket) 20 gigapascal nyomással öszszepréselték, miközben mintegy 2200 oCra hevítették. Az így kapott terméken végzett vizsgálatok alapján megállapították, hogy az ADNR 0,3 százalékkal sûrûbb a gyémántnál, és a jelenleg ismert legkevésbé összenyomható anyag. 

A hidrogéné a jövõ? A hidrogénhajtású jármûvek legnagyobb elõnye, hogy a hidrogénen túl csak a levegõ oxigénjét igényli, az egyetlen melléktermék pedig a kristálytiszta víz lesz. A károsanyag-kibocsátás így a nulla felé konvergál, bár szkeptikusok arra is figyelmeztetnek, hogy a sûrített hidrogén elõállítása nemcsak hogy igen költséges, hanem legalább ugyanannyira környezetszennyezõ, mint maga a benzin, illetve annak égésterméke. Mivel bonyolult kémiai folyamatok révén tudják csak kinyerni különféle anyagokból a hidrogént, ehhez pedig igen sok fosszilis energiára van szükség, így egyes vélemények szerint a hidrogénhajtású motorok semmivel sem környezetkímélõbbek. Ugyanakkor tudósok hada éppen azon dolgozik, hogy hogyan lehet hidrogént minél egyszerûbben elõállítani, másrészt kicsi helyen, nagy sûrûségben tárolni. A legutóbbi kísérletekben már a napenergia és a víz segítségével próbálják meg elõállítani a hidrogént, amelynek gyártása így olcsóbbá és környezetkímélõbbé tehetõ. Az utakon egyébként már most is futnak olyan hibridautók, melyeket részben a hagyományos belsõégésû motorok hajtanak, másrészt különbözõ energiaforrások révén mûködõ akkumulátorok. Az elsõ hibridautót még 1928-ban Ferdinand Porsche tervezte, a kilencvenes évek közepétõl pedig ugrásszerûen megnõtt az érdeklõdés a környezetkímélõbb és megújuló energiaforrásokat igénybe vevõ autók iránt.  Termikus fúrás. A Formdrill (formafúró) termikus fúró- és perselyformáló szerszám, amelyet egy nagy teljesítményû oszlopos fúrógép tokmányába foghatunk be. Segítségével erõs furat készíthetõ egy lemezbe vagy vékony falú csõbe, egy, a fúrásnál kialakított persely formájában. Ebbe a perselybe lehet menetet vágni, vagy átmenõ furatként használni hegesztett, forrasztott vagy keményforrasztott kötésekhez, de teherhordó felületként is használható. A Formdrill furatot képez anyagroncsolás nélkül. Sokfajta anyagnál használható, ajánlott acél és színesfém pl. lágyvas (1100 N/mm szilárdság), rozsdamentes acél, réz, bronz és a legtöbb alumíniumötvözet megmunkálásához. 

:

A BKL Kohászatnál hagyományosan a szerkesztõbizottság tekintette feladatának a lap stratégiájának meghatározását és a megjelent lapszámok kritikai értékelését. Ezt a funkciót a lap szerkesztõbizottsága a legutóbbi idõkig sikeresen betöltötte. akadémkusnak a szerkesztõbizottság elnöki tisztébõl való visszavonulása után mostanra teremtõdtek meg egy új szerkesztõbizottság létrehozásának feltételei. A szakosztályok javaslata alapján a következõ tagtársak fogadták el a szerkesztõbizottsági tagságba való felkérést: Vaskohászati szakosztály:

Fémkohászati szakosztály:

Öntészeti szakosztály:

Egyetemi osztály:

A szerkesztõbizottság alakuló ülését felelõs szerkesztõ hívta össze 2005. június 22-re. Az ülésen a szerkesztõség tagjai is részt vettek. A megjelenteket Verõ Balázs köszöntötte majd ismertette a lapkiadás helyzetét. Elmondta, hogy a szerkesztõség végzi a lappal kapcsolatos napi teendõket a megszokott rend szerint, a lap nyomdai elõkészítését és nyomtatását a Press+Print Kft. végzi Kiskunlacházán. A három lappal kapcsolatos koordinációs tevékenységre az egyesület egy új bizottságot hozott létre (kiadói bizottság) vezetésével. A szerkesztõség véleményét tolmácsolva kifejtette, hogy a szerkesztõbizottság ismételt megalakulását a lap stabilitása szempontjából tartják fontosnak. Ezt követõen – az alakuló ülést megelõzõ

egyeztetés alapján – dr. Sándor Józsefet javasolta a bizottság elnökének. Más személyre javaslat nem hangzott el. A bizottság tagjai egyhangúlag dr. Sándor Józsefet megválasztották a szerkesztõbizottság elnökének. Verõ Balázs gratulált az új elnöknek, átadta neki a szót és az ülés vezetését. Sándor József megköszönte a bizalmat, kiemelte, hogy a bizottság alapvetõen arra fog törekedni, hogy biztosítsa a lap megjelenését mindaddig, amíg a tagság igényt tart rá. Tisztában van azzal, hogy a lap kiadásának ügye mindig az érdeklõdés elõterében van. Várható, hogy váratlanul felbukkanó problémák a jövõben is lesznek, a bizottság ezek megoldásában is segíteni próbál majd. A megjelenéssel kapcsolatos gondok kezelésén túl fontosnak tartja, hogy a bizottság segítsen a lap szakmai színvonalának emelésében és a szakmai hagyományaink megõrzésében. Az elnök a bizottság elsõ feladatának tekinti munkarendjének kialakítását. Ehhez segítséget adhatnak az egyesület alapszabályának a lappal kapcsolatos paragrafusai. Errõl a következõkben adott tájékoztatást, aki tagja a szerkesztõségnek és a kiadói bizottságnak is. Az idézett paragrafusok tartalma szerint a lap mellett mûködõ szerkesztõbizottság létrehozható. A tagjait a felelõs szerkesztõ kéri fel a szakosztályok javaslata alapján (ahogy ez a jelen esetben is történt). A szerkesztõbizottság mûködési rendjére vonatkozó elõírás az alapszabályban nem található, de a bizottságnak nyilvánvalóan az egyesület céljaival teljes összhangban kell mûködnie. A következõkben a bizottság tagjai részérõl hangzottak el javaslatok, észrevételek. egyetért azzal, hogy a bizottság alapvetõ feladata a lap stratégiájának kidolgozása és végrehajtásának ellenõrzése. A lapkiadás anyagi feltételeinek megteremtése az egyesület, pontosabban a szakosztályok feladata. a lap sokszínûségének megõrzése mellett foglalt állást, és hangsú-

lyozta, hogy a bizottság tagjainak a megjelenõ cikkek szakmai szûrésében is szerepet kell vállalnia. Kiemelten fontosnak tartotta a PhD hallgatók cikkeinek megjelentetését. szerint arra kell törekedni, hogy a megjelenõ tudományos cikkek színvonala az impaktfaktoros folyóiratokban megjelenõk színvonalához közelítsen. a fiatal mérnökök publikációs tevékenységének támogatását nagyon fontosnak tartja, összhangban a választmány törekvéseivel. Az egyesületi közös számok megjelentetését a maga részérõl nem tartja célszerûnek. Dr. Sándor József az élénk vitát összefoglalva megállapította, hogy a bizottság elsõrendû feladata a különbözõ szándékok és igények összehangolása és ennek közvetítése a szerkesztõség felé. Ezután felkérte a szerkesztõség tagjait, hogy fogalmazzák meg, miben várna segítséget, véleményt, útmutatást a bizottságtól. a lap ideális szerkezetére vonatkozó javaslat kidolgozását kérte (rovatok formája, cikkek, hírek aránya stb.), míg a külföldi szerzõk cikkeinek megjelentetésével kapcsolatban kért állásfoglalást. Arra is utalt, hogy az operatív vezetés nagyobb tiszteletet adjon a lapnál folytatott munkának. Hajnal János a bizottság lapértékelõ munkájának fontosságát hangsúlyozta (évenkénti lapbírálat). felhívta a szerkesztõbizottság figyelmét arra, hogy a szerkesztõség fiatalítása égetõ probléma, és kérte segítségüket. Az ezt követõ kötetlen beszélgetésben Károly Gyula részérõl elhangzott az a javaslat, hogy kérjük ki a tagság véleményét arról, hogy mit szeretne olvasni a lapban. Dúl Jenõ elismeréssel szólt a szerkesztõség sokévi munkájáról. Sándor József megköszönte az aktív részvételt, jó alkalomnak vélte a bizottság összehívását a szeptemberben esedékes kari tudományos konferencia kapcsán.

47

A FÉMKOHÁSZATI SZAKOSZTÁLY HÍREI

Az OMBKE és a selmecbányai intézmények egyre bõvülõ baráti kapcsolatai új, fontos állomáshoz érkeztek. Selmecbányai vezetõk már korábban felvetették, hogy szívesen alakítanának ki testvérvárosi kapcsolatokat valamely magyarországi várossal. Az OMBKE választmányának legutóbbi ülésén elhangzott a felhívás a szóba jöhetõ városok számbavételére és megfelelõ javaslat kidolgozására. Ezt követõen alelnök, a fémkohászati szakosztály elnöke tárgyalást kezdett Székesfehérvár polgármesterével, amely gyors és kedvezõ eredménnyel zárult. A város vezetése kész az együttmûködésre. Ennek alapján 2005. május 27-én székesfehérvári és OMBKE delegáció utazott Selmecbányára, melynek tagjai voltak: polgármester, , a Fejér megyei Ipari és Kereskedelmi Kamara elnöke, , a polgármesteri kabinet igazgatója, elnök, alelnök, , az NKB elnöke. A küldöttséget fogadó partnerek:  polgármester-helyettes, a selmecbányai bányász egyesület elnöke. A találkozón részt vett (az OMBKE tiszteleti tagja), aki a kétoldalú kapcsolatok ápolásában és bõvítésében kiemelkedõ érdemeket szerzett. A megbeszélésekre a városháza tanácstermében került sor . A képen látható háromtagú együttes a város iránti szeretetet, hûséget kifejezõ dalokat adott elõ. Ezt követõen a történelmi város

múltját, kultúráját és a lakosság városhoz fûzõdõ bensõséges kapcsolatát megéneklõ vers elõadására került sor. E megható elõjáték után Ivan Gregán polgármester-helyettes a város történelmét, jelentõs bányászati és kulturális múltját, jelenét 1. ábra. és jövõbeni törekvéseit összefoglaló beszéddel üdvözölte a vendégeket. Ennek során kiemelte, hogy az 1993 óta a világörökségek soraiba került város az idegenforgalomban látja jövõjét. A városba érkezõ turisták túlnyomó része Magyarországról érkezik. A szívélyes üdvözlõ szavakat Warvasovszky polgármester köszönte meg, és ezt követõen a vendégek véleményüket a város vendégkönyvében is rögzítették. A felek megállapodtak abban, hogy a testvérvárosi megállapodás tervezetét a magyar város vezetõi készítik el, és annak aláírására õsszel kerül sor Székesfehérváron. A szívélyes légkörû megbeszélést és fotózást követõen városnézésre indultak a partnerek. V. Á.

2. ábra.

„Mindig van perspektívája annak, aki nagyobb teljesítményre képes” Ezzel a mondattal buzdította hallgatóságát a, MAL Rt. alelnöke, a fémkohászati szakosztály elnöke a 2005. június 3-án megtartott inotai szakmai nap bevezetõ elõadásában. Sajnálatát fejezte ki fiatal szakembereink eltávozása miatt, akik az elkövetkezendõ évek komoly termékfejlesztéseiben már nem vesznek részt. Stratégiai termékeink felsorolásánál kiemelte, hogy a nagyobb hozzáadott értékû termék (szalag, húzott huzal) gyártása le-

48

EGYESÜLETI HÍRMONDÓ

het a célunk. Határozott kijelentése, mely szerint az elektrolízis rövidebb-hosszabb ideig tartó mûködtetése körül sok a bizonytalanság, de a kohó léte nem energiakérdés, hanem környezetvédelmi, a hallgatóság körében nem sok reményt hagyott. „Az alumínium félgyártmányok jelenlegi helyzete és jövõképe” címmel vezérigazgató-helyettes tartott elõadást. Érdekes volt a bemutatott körkép piaci részesedésünkrõl. A durvahuzal- kivi-

telünk Ausztria igényét 80%-ban elégíti ki, a hidegen hengerelt szalag olasz, cseh és lengyel felhasználók mellett túlnyomó részt a hazai piacra kerül, húzott huzalokkal svájci, német és svéd felhasználók mellett spanyol és angol piacokat szeretnénk meghódítani, tárcsával a hazai piacokon kizárólagos beszállítók vagyunk és a cseh igények 50%-át szállítjuk. Az utóbbi idõben a kevés sikeres készárufejlesztés ténye mellett, a célok meg-

valósításához fejlesztési irányként a következõket adta meg: - minõségfejlesztések (szilárdság, szövetszerkezet, homogenitás), - hulladékok elõkészítése a minél nagyobb hulladékarány eléréséhez, - korszerû, kis leégésû olvasztókapacitás kiépítése, - a szélesebb öntvehengerelt alapanyag részarányának növelése, - húzott huzalok hõkezelésének fejlesztése, - alumínium félgyártmányok továbbfeldolgozási stratégiája. Felvázolta a jövõ termékszerkezetét, melyben távlati célként a 2004. évi termeléshez viszonyítva a tárcsa másfélszeresét, a húzott huzal kétszeresét és a szalag háromszorosát kell elérni. „Az új Thermcon-kemence bemutatása” címmel divízióigazgató számolt be új ~900 mFt-os beruházásunkról. A körültekintõ, gondos kemencekiválasztás utáni építés megkezdését jelentette be. Az elõadás kitért az új kemence nyúj-

totta elõnyök bemutatására, a regeneratív tüzelésû kétkamrás kemence alkalmasságára a tömbök és vastagabb hulladékok, valamint a vékony hulladékok olvasztására, csapolási lehetõségekre fémszivattyúval, vákuummal és a leeresztõ csapolónyíláson. Jövõbeni célként említette, hogy az 1 000-2 000 t/év hulladékfelhasználásunk várhatóan 15 000 t/év lesz. „Lauener szalagöntöde mûködésének értékelése” címmel csarnokvezetõ a szalaggyártási eljárások összehasonlításával kezdte elõadását. A hengerelhetõ méreten és teljesítményen kívül kiemelte az ikerhengeres eljárás elõnyeit a Rotary-eljárással szemben, a szimmetrikus kristályosodást és a nagyságrenddel nagyobb dermedési sebességet. (Lauener 300 °C/sec, Rotary 3 °C/sec). A technológia és a berendezésfejlesztések ismertetésénél kiemelte a külsõ szaktanácsadók, a belsõ munkatársak és a labor segítségét. Folyamatos további fejlesztések között említette többek között a

szalagszélmarás tökéletesítését, a vásárolt hulladék arányának növelését, a hengerhéj élettartamának növelését. divízióigazgató „Az inotai huzalgyártás 2003-2004. évi mûszaki gazdasági eredményei” címmel tartotta rövid beszámolóját. A kimutatások alapján változatlanul a divízió értékesítésének több mint 90%-át teszik ki az ötvözött és ötvözetlen húzott huzalok, valamint az ötvözetlen élelmiszeripari huzalok. Az elmúlt évben 113 ajánlatból csak 31 db rendelés lett. Ennek okát vizsgálva, nagy feladat lesz a vevõk meghódítása. Petrusz Béla záró szavaiban reményét fejezte ki, hogy a legközelebb szeptember végén megrendezendõ szakmai nap még több érdeklõdõt vonz. A rendezés és a színvonalas elõadások hírét továbbítva ebben joggal reménykedhetünk.

Jól sikerült tudományos szakmai nap és baráti találkozó Szigetközben Az OMBKE mosonmagyaróvári helyi szervezete 2005. június 3-4-én tartotta tizenkettedik alkalommal a hagyományos szigetközi baráti találkozóját, egybekötött „tudományos szakmai nappal” a Dunaszigeten, a MOTIM Rt. üdülõjében. Ezúttal is gazdag, változatos programot állított össze a helyi szervezet vezetõsége. A megjelent kollégákat és hozzátartozóikat, valamint a vendégeket – mintegy 80 fõt – , a helyi szervezet elnöke köszöntötte. Õt követõen titkár ismertette a rendezvény programját, és eredményes tanácskozást kívánt a tudományos szakmai nap résztvevõinek. Nagy figyelem kísérte PhD fõiskolai tanár, okl. kohómérnök (Széchenyi István Egyetem, Környezetmérnöki Tanszék, Gyõr): „A tisztább termeléstõl az ipari ökológiáig” címmel megtartott elõadását, melynek fõbb megállapításait az alábbiakban foglaltuk össze: – Az elõadás bevezetõjében az ENSZ Környezet és Fejlõdés Bizottság által 1987-ben kiadott „Közös jövõnk” átfogó programban rögzítettek szerint definiálta a fenntartható fejlõdés fogalmát. Ez röviden olyan fejlõdést jelent, mely úgy biztosítja a jelen szükségleteinek a kielégíté-

sét, hogy az nem károsítja a jövõ generációk igényeinek a kielégítését. Kifejtette, hogy ezt a célt a javak és szolgáltatások elõállítása, valamint a fogyasztás területén tett, teendõ összehangolt környezetbarát intézkedésekkel lehet és kell elérni. – A 90-es évek második felétõl hazánkban is terjedõ (az ENSZ, UNIDO/UNEP szervezetei által indított „Nemzeti Tisztább Termelési Központok” – hazánkban ’97-tõl mûködõ TTMK által terjesztett) tisztább termelésátfogó stratégia arra fókuszál, hogy a technológiai folyamat anyag- és energiaforgalmának elemzésével és a gondos bánásmód általánossá tételével a hatékonyságot növelje, vagyis a termékben megjelenõ erõforrás-felhasználás fajlagos értékeit csökkentse. Így a környezetbarát termelés gazdasági eredményt is biztosít, ami a fenntartható fejlõdést szolgálja. – „Összességében tehát arra kell törekedni, hogy a természeti erõforrások minél hatékonyabban hasznosuljanak, minél hosszabb ideig maradjanak a gazdasági körfolyamatban (termelés, elosztás, fogyasztás), és így a társadalom megelégedésére, az ökológiai szempontok figyelembe vételét gazdaságos termelés kere-

tei között tudják biztosítani, azaz a fenntartható fejlõdést szolgálni.” – hangzott el az elõadás során. Nagy figyelem kísérte – „Korszerû magbevonó anyagok az öntészet számára” címmel elhangzott elõadását is. A nagy érdeklõdést kiváltó elõadásokhoz többen is hozzászóltak, és az elõadók válaszaikban tovább bõvítették az elhangzottakat. A szakmai program után jó étvággyal elfogyasztott vacsora következett, majd baráti beszélgetés és „közös vidámság” tette hangulatossá a baráti összejövetelt. Másnap – a kedvezõ idõjárásnak köszönhetõen – lehetõség adódott Szigetköz alaposabb megismerésére. Így többen ellátogattak Hédervár községbe, ahol megtekintették a XIII. századi alapokra épített Boldogasszony-temetõkápolnát, melyet az 1680-as években a lorettói kápolnával bõvítettek ki. Egyike a kevés kora barokk emlékeknek a falu közepén emelt Szt. Mihály plébániatemplom. A gazdag program megszervezéséért köszönet illeti szervezõtitkárt.


49

KÖSZÖNTÉS Katona László okl. kohómérnök Hajdúszoboszlón született 1920. 11. 20-án. 1944ben matematika-fizika szakos tanári, 1960-ban kohómérnöki, 1967-ben kitüntetéses hõkezelõ szakmérnöki diplomát szerzett. 1944-1955 között tanárként dolgozott Ózdon. 1950-ben az Ózdi Kohó és Gépipari Technikumba helyezték, melynek igazgatója volt az iskola 1955-ben történt megszûnéséig. 1946-ban bekapcsolódott a technikusok esti tagozaton történõ nevelésébe, ahol 1951–1974 között vezetõje volt az ózdi gépész, villamos és kohász középfokú oktatásnak, valamint a Dunaújvárosi Kohászati Fõiskola kihelyezett tagozatának. 1955-ben az Ózdi Kohászati Üzemben kutatómérnökként kezdett dolgozni, majd 1975-ig a Metallográfiai Osztályt vezette. 1980-ban történt nyugdíjba vonulásáig a mûszaki vezérigazgató-helyettes mûszakigazdasági tanácsadója volt. Vállalati izotópfelelõsként bevezette Ózdon a radioaktív izotópos vizsgálati módszert. Anyagvizsgálati ellenõrzése mellett készültek a März-kemencék elpárologtató hûtésének kazánjai és a füstgázhasznosító kazánok. Részt vett számos kutatási munkában. Szakcikkei jelentek meg. Elõadásokat tartott hazai konferenciákon, és társszerzõként külföldieken. Tagja volt az MTA Észak-Magyarországi Anyagvizsgáló Csoportjának. Munkája elismeréséül Miniszteri Elismerõ Oklevelet, az Oktatásügy Kiváló Dolgozója, kétszer a Kohászat Kiváló Dolgozója és a Miniszter Tanács Kiváló Munkáért kitüntetéseket kapta. Kovács Gyõzõ 1957-ben végzett a BME Gépészmérnöki Karának melegtechnológus ágazatán, majd 1967-ben ugyanott képlékenyalakító szakmérnöki diplomát szerzett. 1946-63. között a Ganz-Mávagban hõkezelõ üzemvezetõ. 1963–68-ban a Budapesti Kõolajipari Gépgyárban melegüzem – (kovács-hõkezelõ) – vezetõ, majd 1968-80 között a Kõbányai Vas- és Acélön-

50


tödében kutatómérnök, kovácsüzem-vezetõ, majd a mûszaki fejlesztés vezetõje volt. Az OMBKE kovács szakcsoportjának 1960 óta tagja, melynek rendezvényein mindig aktívan vett részt.

Bánhidi László 1930. augusztus 21-én született Csepelen. Édesapja a csepeli Weiss Mainfreid gyár öntödéjében dolgozott mint öntõ szakember. 1945-ben õáltala került az öntödébe, és kezdte el fémmintakészítõ tanulmányait. 1948-ban sikeresen letette a szakmunkásvizsgát, majd beiratkozott az Öntõipari Technikumba. Az utolsó évet nem tudta befejezni, mert bevonult katonának. 1953-1957 között megtanulta az öntészetet, a szoboröntést és a szoborcizellálást. 1957-ben elbocsátották a forradalmi nézetei miatt. 1964-ig a motoröntvénygyárban dolgozott, majd megalakult az Öntödei Vállalat, így került a Soroksári Vasöntödébe, ahol 1990-ig dolgozott mint a fémmintarészleg vezetõje. 1990-ben nyugdíjba vonult. Csire István felsõfokú ipari szaktechnikus 1930. május 30-án született Csepelen. Iskoláit Csepelen, Székesfehérváron és Budapesten, a Bánki Donát Fõiskolán végezte. 1944-tõl 1990-ig a Csepel Mûvekben dolgozott, 1955-tõl 1990-ig a CsM Vas- és Acélöntödében. Szakmai tevékenysége során üzemszervezõi, termelésirányítói, üzemvezetõi és osztályvezetõi beosztásokban végzett munkáját több kitüntetéssel ismerték el. Az OMBKE öntészeti szakosztály csepeli szervezetének tagjaként 1962-tõl 1993-ig aktívan részt vállalt a helyi szervezet vezetõségének munkájában. Elõbb titkár, majd 1975-tõl 1985-ig elnöke a csepeli csoportnak.

1993-ban az egyesület vezetõségének felkérésére, mint nyugdíjas, részt vesz a budapesti helyi szervezet létrehozásában. A megalakult helyi szervezet tagjai elnöknek választják meg. 2004-ben a tisztújítás során fiatal szakembereket javasol a vezetõségbe, átadva a több évtizedes tapasztalatokat a fiataloknak. Egyesületi munkáért több kitüntetésben is részesült, a 94. küldöttgyûlésen Debreceni Márton-emlékéremmel ismerték el több évtizedes egyesületi munkáját. Farkas Lajos aranyokleveles kohómérnök 1930. augusztus 17-én született Békéscsabán. 1948-ban érettségizett a helyi Evangélikus Gimnáziumban. Egyetemi tanulmányait Sopronban végezte, 1952-ben az utolsó soproni kohász évfolyam tagjaként kapott diplomát. Diplomájának megszerzése után a Tatabányai Alumíniumkohóba helyezték, ahol kezdetben mûvezetõként, majd a mûszaki fejlesztési osztály vezetõjeként tevékenykedett. 1956 októberében a helyi munkástanács egyik vezetõjévé választották. Egy év és 3 hónapi szabadságvesztésre ítélték és az alukohótól fegyelmileg elbocsátották. Az alumíniumiparban, de a kohászatban sem kapott munkát. 1958 végén a Vaskohászati Kemenceépítõ Vállalat (a KGYV elõdje) dunaújvárosi fõépítésvezetõségénél tudott elhelyezkedni fizikai munkásként. 1960-tól kerülhetett mûszaki állományba, elõször mûvezetõ, építésvezetõ, majd 1970-tõl a KGYV dunaújvárosi fõépítés-vezetõje volt. A Dunai Vasmûben megvalósított nagyberuházásoknál (FAM, konverteres acélmû, kohóátépítések) a KGYV helyszíni vállalati megbízottja volt. 1980-ban a KGYV központjába került, termelési fõmérnök-helyettes, majd kohászati fõmérnök lett. 1990-ben nyugdíjba vonult, de 2002-ig egy tûzálló falazatokkal foglalkozó kft.-nél menedzseri munkát végzett.

A kohászati technikum majd a felsõfokú technikum számára készült „Kohászati kemencék” c. tankönyv társszerzõje volt. Részt vett ezen tantárgy gyakorlati oktatásában, és számos diplomamunkának volt bírálója. A korszerû kemenceépítések témájában több elõadást tartott itthon és külföldön is. Az Országos Magyar Bányászati és Kohászati Egyesületnek kisebb megszakítással 1950 óta tagja. A KGYV központ helyi szervezetének megalakítása után megalakította annak dunaújvárosi szakcsoportját. Budapesten a helyi szervezet titkára volt nyugdíjazásáig. A vaskohászati szakosztály vezetõségi tagja két ciklusban, majd az ellenõrzõ bizottságban tevékenykedett. Egyesületi munkájáért Zorkóczi Samu-emlékérmet kapott. Számos vállalati kitüntetés mellett a Kiváló Kohász és a köztársasági elnök által adományozott 1956-os emlékérem birtokosa. Máthé György 1930. szeptember 17-én, földmûves családban született Csaholcon. Középiskoláit a Kolozsvári Unitárius Kollégium Gimnáziumában, Szatmárnémetiben és a Debreceni Református Kollégium Gimnáziumában végezte. 1949-ben érettségizett. 1953-ban a Budapesti Mûszaki Egyetem Gépészmérnöki karán, épületgépész szakon diplomázott. A katonaságtól leszerelve, 1953. október 30-án a Gépipari Tervezõ Irodában vállalt munkát és a nyugállományba vonulásáig, 1990-ig itt dolgozott, a Légtechnikai osztályon. A munkaterülete gyárak, üzemek szellõztetésének, por- gázelszívásának a levegõ tisztításának tervezése volt. Kiemelkedõ munkái az öntödék, hõkezelõ, felület-kikészítõ, festõmûhelyek légtechnikai tervezése voltak. Pl. soroksári Vasöntöde, KÖVAC, ACSÕ, Soproni Vasöntöde, Szegedi Vasöntöde, Ganz Mávag öntödéi, Gyõri Vagon- és Gépgyár, Székesfehérvári Színesfém Öntöde, ZIM Kecskeméti Hídöntöde. Továbbá a szovjet festõsorokhoz technológiai berendezések, vegyi elõkezelõk, szikkasztó alagutak, hûtõzónák. Ezeken kívül önálló festõkamrák tervezése a Kertészeti Vállalat, a Kiskunfélegyházi Vegyipari Gépgyár részére. Az OMBKE munkájába az 1960-as években kapcsolódott be, létrehozta a Munka-

egészségügyi Bizottságot és több, az öntödék szellõztetésével kapcsolatos konferenciát szervezett. Több szakcikke jelent meg az Öntöde c. lapban is. Jelenleg az Öntészettörténeti és Múzeumi Szakcsoport munkájában vesz részt és 2006-tól az „Aranydiplomások” körében is tevékenykedik. Munkaköri feladata jobb ellátása érdekében 1978-ban a Budapesti Mûszaki Egyetemen környezetvédelmi szakmérnöki diplomát szerzett. A vállalatnál végigjárta a ranglétrát: tervezõ, irányító tervezõ, csoportvezetõ, osztályvezetõ, fõmunkatársi beosztások után, mint tervezési fõmérnök ment nyugállományba. Munkája elismeréseként több alkalommal Kiváló Dolgozó, egy-egy alkalommal a Kohászat Kiváló Dolgozója, a Testnevelés és Sport Érdemes Dolgozója, a Munka Érdemrend bronz fokozatának kitüntetettje, és még számos kitüntetés birtokosa a több évtizedig végzett társadalmi munkájáért. Raabe Imre aranyokleveles kohómérnök augusztus 25-én ünnepelte 75. születésnapját. Pécsett született, középiskolai tanulmányait Dombóváron végezte, ahol 1948ban érettségizett a Katolikus Tanulmányi Alap Gimnáziumában. 1948-tól 1952-ig a soproni egyetemen folytatta tanulmányait a Bánya-, Kohóés Erdõmérnöki Kar vaskohászati szakán. 1952-ben került a Dunai Vasmûbe, ahol az ércdarabosító beruházását irányította, majd annak elsõ üzemvezetõje volt 1956-57-ben. 1957-tõl a nagyolvasztó gyárrészleg mûszaki osztályát vezette, majd 1963-ig a gyárrészleg mûszaki vezetõje lett. 1963-tól 1974-ig a meleghengermû gyáregységnél gyáregységvezetõ, ill. a meleg- és hideghengermû fõmérnöke volt. 1974-ben kinevezték a vállalat fejlesztési fõmérnökének, és ezt a tisztet töltötte be nyugdíjazásáig, 1990-ig. Feladata volt a konverter és a kokszoló állami nagyberuházásainak, valamint a Dunai Vasmû saját fejlesztéseinek és beruházásainak megvalósítása. Munkáját számos kitüntetéssel is elismerték. Megkapta a Munka Érdemrend bronz és ezüst fokozatát, valamint a Kohá-

szat Kiváló Dolgozója és Kiváló Kohász miniszteri kitüntetésben is részesült. Több szabadalom társtulajdonosa, és kétszer nyerte el a Kiváló Újító arany fokozatot. Kiemelkedõen eredményes szakmai életpályájának elismeréseként 2000-ben a Dunai Vasmû alapításának 50. évfordulója alkalmából Dunaferr-díjjal tüntették ki. Dr. Sziklavári Károly okl. kohómérnök 1930. július 25-én született Lajosmizsén. Középiskolai tanulmányait Budapesten és Sopronban végezte. 1950-ben érettségizett és felvételizett a miskolci egyetem Kohómérnöki Karára, ahol 1954-ben kitüntetéses vaskohómérnöki oklevelet szerzett. 1954. júliusától a diósgyõri Lenin Kohászati Mûvek acélmûvében gyártás- és öntéstechnológiával, selejtelemzéssel foglalkozott. Hároméves acélmûi tevékenység után a vasöntödében vezette a metallurgiai részleget, fõ tevékenysége a különleges szürkevas öntvények, továbbá kéreg-, kompaund-, kalander- és szürkevas hengeranyagok gyártástechnológiájának kidolgozása volt. 1959 decemberétõl a NME Fémkohászattani Tanszékén oktatott adjunktusi, majd docensi beosztásban. Aktívan részt vett a tanszék igen széles skálájú ipari megbízásos kutatómunkájában is. Egyetemi doktori disszertációját 1970-ben védte meg. Jelentõs mértékben fejlesztette a tanszéken a számítástechnika alkalmazását célirányos rendszerprogramok elkészítésével. 1991-tõl nyugdíjas, 1996-ig óraadóként oktatott. 1959-87-ig a Fémkohászattani Tanszék tanszékvezetõ-helyettese, a Kohómérnöki Kar tanácsának (háromévi megszakítással) 1966-1984-ig, a dékáni tanácsnak (ugyancsak háromévi megszakítással) 1970-1984-ig tagja, 1978-84 között a kar dékánhelyettese. Kitüntetései: Munka Érdemrend bronz fokozata, további három miniszteri kitüntetés, két egyetemi oklevél. Szakirodalmi munkássága: 2 egyetemi tankönyv, 8 egyetemi jegyzet, 8 oktatási segédlet, 31 szakcikk, 16 szakmai elõadás, 45 kutatási jelentés a felsoroltak részben


51

társszerzõvel. 2 tanulmány, 6 opponensi vélemény, 3 lektorálás. Vincze Sándor okl. kohómérnök, kohómérnök-tanár 1935. július 28-án született Kispesten.

A budapesti Steinmetz Miklós Gimnáziumban érettségizett, majd a miskolci Nehézipari Mûszaki Egyetem Kohómérnöki Karán vas- és fémkohómérnökként kapott diplomát. A mérnök-tanár képesítést a Budapesti Mûszaki Egyetemen szerezte. A Csepel Mûvek Vas- és Acélöntödéjé-

ben kezdte szakmai pályafutását gyakornokként, majd a technológiai osztályon acélöntvények technológusaként dolgozott. 1962-tõl 1965 augusztusáig az acélöntödében üzemmérnök, mûvezetõ, fõmûvezetõ és üzemvezetõ-helyettesként tevékenykedett. 1965 õszétõl a csepeli Gép- és Kohóipari Technikumban mérnöktanárként a kohászati kabinet vezetõjeként irányította a kohó- és öntõipari technikusok képzését a nappali, esti és levelezõ tagozaton. 1975-tõl vezetõ tanár, majd óraadóként a Bánki Donát Mûszaki Fõiskola és a Budapesti Mûszaki Egyetem mérnök-tanári szakán pedagógiai gyakorlatokat vezetett. Tanári munkájának egyik fõ feladatának tekintette a szakma megszerettetését és megtartását. Több mûszaki szakkönyv és tankönyv mûszaki és pedagógiai lektora volt. Érettségi feladatok szerzõje.

Munkájáért megkapta a minisztertanács Kiváló Munkáért kitüntetését. 1993ban tanácsos címet kapott. 1995-ben ment nyugdíjba. 1997-ig – az utolsó öntõtechnikus osztály képzéséig – még tovább dolgozott. 1997 után különbözõ kohászati szakmák esti képzésében elõadásokat tartott, majd a Magyar Kereskedelmi és Iparkamara vizsgabizottságában tevékenykedett. Az OMBKE-nek – több megszakítással – 1960-tól tagja. Az utóbbi években betegségei miatt visszavonultan él.

(1930-2005)



52


KedvesTagtársunk! AzOMBKEVaskohászatiSzakosztályánakBudapestiHelyi Szervezeteatagtársakéshozzátartozóikrészéreszakmai

Recommend Documents